DE69203680T2

DE69203680T2 - Greif-, Befestigungs- und Behandlungsvorrichtung für Unterwasserfahrzeuge und ähnliches.

Info

Publication number: DE69203680T2
Application number: DE69203680T
Authority: DE
Inventors: Aurelio Ortelli
Original assignee: Riva Calzoni SpA
Current assignee: Calzoni SpA Bologna It
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2012-09-05
Also published as: ITMI912388A0; EP0532096B1; ITMI912388A1; IT1251567B; CA2077857A1; DE69203680D1; ATE125504T1; EP0532096A1; US5253606A

Description

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Maschine zum Greifen, Befestigen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, insbesondere von Schiffen aus.
Es ist bekannt, daß auf See von verschiedenen Arten von Unterwasserfahrzeugen Gebrauch gemacht wird, und zwar entweder für zivile oder für militärische Zwecke, wobei diese Unterwasserfahrzeuge von der Seite von Schiffen aus, die für diesen Zweck ausgerüstet sind, zu Wasser gelassen und wieder eingeholt werden.
Die Operationen des Zuwasserlassens und des Einholens solcher Fahrzeuge erweisen sich jedoch stets wegen den Schwierigkeiten, diese aufgrund der Unmöglichkeit des Aufrechterhaltens einer stabilen relativen Position zwischen dem auf dem Wasser schwimmenden Fahrzeug und dem Schiff wegen der Wellenbewegung zu manövrieren, als besonders schwierig, wobei diese Wellenbewegung Schwingungen sowohl durch das Fahrzeug als auch durch das Schiff herbeiführt und wobei diese Schwingungen oftmals von betrichtlicher Art sind.
Eine derartige Variation hinsichtlich der Relativposition des Fahrzeuges in Bezug auf das Schiff sowohl in der horizontalen Ebene als auch in der vertikalen Ebene behindert infolgedessen die Operationen zum Ergreifen des Fahrzeuges, wobei es sehr oft notwendig gemacht wird, zu der Maßnahme zu greifen, Personal in das Wasser abzusetzen, um unmittelbar die Aufgabe des Anbringens des Hakens eines Hebekranes an der Anbringungsstelle des Fahrzeuges auszuführen; bei gegebener Nähe zu der Seite des Schiffes involviert dies lebensgefährliche Bedingungen und hohe Gefahren für derartiges Personal, dessen Präsenz in dem Wasser insbesondere bei Bedingungen schlechten Wetters und rauher See notwendig ist, was offensichtlich eine weitere Zunahme solcher Gefahren mit sich bringt.
Es sind im Stand der Technik gewisse herkömmliche Lösungen bekannt, bei denen für ein Befestigen des Fahrzeuges mit Hilfe eines Hakens gesorgt wird, der an dem Ende eines Seiles angeordnet ist, welches zu der Winde eines Kranes führt. Solche Lösungen machen es jedoch nicht nur nicht möglich, das Fahrzeug zu greifen, sondern sie ergeben auch wegen der Tatsache einen Nachteil, daß zur Zeit des Anhebens des Fahrzeuges von dem Wasser das letztere nicht starr befestigt ist und daher um die vertikale Achse oszillieren und/oder rotieren kann, wodurch die Schwierigkeiten des Behandelns, um es zu der Verstauungsstelle an Bord des Schiffes zu überführen, verstärkt werden; das behandelnde Personal muß in diesem Fall das Fahrzeug unter Verwendung anderer Zusatzeinrichtungen, z.B. Seilen, befestigen, um eine derartige Osziliation und Rotation zu vermeiden oder zu reduzieren.
Dies schafft jedoch andere Operationsschwierigkeiten und Gefahren, insbesondere, wenn das Schiff einer schweren Schwingung unterworfen ist.
Es ergibt sich daher die technische Aufgabe, eine Maschine zum Festhaken und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen zu entwickeln, die es ermöglicht, die Anbringung des auf dem Wasser schwimmenden Fahrzeuges in einer sicheren Art und Weise und ohne die Einschaltung von tauchendem Personal auszuführen, selbst unter den schwierigsten Bedingungen schlechten Wetters und rauher Seen, und welche darüber hinaus ein sicheres Greifen und eine feste Einhaltung der Stellung des Fahrzeuges gewährleistet, wobei dessen Oszillation und/oder Rotation vermieden werden. Ferner solite die Vorrichtung leicht zusammenzubauen sein, einschließlich auf Schiffen, die bereits mit Vorrichtungen von herkömmlicher Art ausgerüstet sind, und sie sollte zur Umwandlung in eine Hilfsausrüstung für Operationen von herkömmlicher Art befähigt sein.
Derartige Ergebnisse werden durch die vorliegende Erfindung erhalten, welche eine Maschine zum Greifen, Befestigen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen vorsieht, wobei diese Maschine einen Kran aufweist, der an Bord eines Schiffes angeordnet und an seinem freien Ende mit einer Greif-Vorrichtung ausgerüstet ist, und wobei bei dieser Maschine eine derartige Vorrichtung im wesentlichen aus einem Führungselement besteht, das an seinem oberen Ende durch ein Gelenkelement, welches dazu befähigt ist, ein Schwenken der Vorrichtung relativ zu zwei koplanaren Achsen, die unter rechten Winkeln zueinander stehen, zu ermöglichen, mit einer Stange einstückig verbunden ist, welche zum Gleiten innerhalb einer Führung befähigt ist, die an dem freien Ende des Kranauslegers befestigt ist, und welches Führungselement mft Schwimmkörpern einstückig verbunden ist, welche dazu befähigt sind, das Führungselement oberhalb des Wassers angehoben zu halten, wobei ferner sowohl Mittel zum Halten und Mittel zum Verriegeln eines feststehenden Elementes, das mit dem zu hebenden oder hochzuziehenden Fahrzeug einstückig verbunden ist, als auch Mittel zum Erfassen der Position der Stange relativ zu der Führung vorgesehen sind, und wobei Mittel vorgesehen sind, um den Kranauslegern eine Bewegung aufzuerlegen, welche zusammen mit der Wirkung, die durch die Schwimmkörper ausgeführt wird, einen konstanten Abstand zwischen der Greif-Vorrichtung und der Oberfläche des Wassers aufrecht erhalten und welche es zusammen mit der Drehbarkeit des Kranturmes ermöglichen, die Vorrichtung parallel zu der Oberfläche des Wassers zu betreiben, und wobei ferner Mittel zum Halten der Vorrichtung in einer vertikalen Stellung relativ zu dem Schiff vorgesehen sind.
Insbesondere ist vorgesehen, daß ein derartiges Führungselement eine im wesentlichen "V"-förmige Gestalt aufweist, an deren Scheitel ein Schlitz angeordnet ist, an dessen Öffnung Mittel zum Halten angebracht sind, welche im wesentlichen aus einem Paar von Klinken bestehen, die mit vertikal angeordneten Bolzen gelenkig verbunden sind und dazu befähigt sind, in Richtung zu der Innenseite des Schlitzes unter der Schubwirkung, die durch den Bolzen des Fahrzeuges ausgeübt wird, und gegen die Schubwirkung von Federn oder dergleichen zu drehen, welche dazu befähigt sind, die Klinken in einer geschlossenen Stellung zu halten, wobei ferner Mittel zum Zurückstellen derartiger Klinken für deren gesteuertes Öffnen vorgesehen sind.
Gemäß der Erfindung besteht eine derartige Gelenkverbindung vorzugsweise aus einem Universalgelenk; weiterhin sind eine solche Stange und eine solche Führung von einem prismatischen Querschnitt, um eine relative Verschiebung in der vertikalen Richtung zu ermöglichen und um eine relative Drehung zwischen der genannten Stange und der genannten Führung zu verhindern, während derartige Mittel zum Verriegeln vorzugsweise aus einem Paar von Hydraulik-Vorrichtungen bestehen, die einander gegenüberstehend angeordnet sind und die mit dem Führungselement und in Ausrichtung mit dem Schlitz des Scheitels einstückig verbunden sind, um eine Klemmwirkung auf den Bolzen auszuüben und um diesen in Bezug auf die genannte Greif-Vorrichtung zu verriegeln; ein derartiger vertikaler Bolzen ist weiterhin an seinem oberen Ende mit einer horizontalen Scheibe einstückig verbunden, die dazu befähigt ist, eine nach abwärts gerichtete Verrückung des genannten Bolzens zu verhindern, wenn der letztere in den Schlitz des Führungselementes eingesetzt ist.
Es ist ferner Vorsorge dafür getroffen, daß derartige Mittel zum Halten der vertikalen Position der Vorrichtung relativ zu dem Schiff vorzugsweise aus einem Gelenk-Parallelogramm bestehen, welches Enden aufweist, die mit den Führungen bzw. mit dem Kranturm einstückig verbunden sind.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Greif- und Behandiungsvorrichtung, die auf einem Schiff angeordnet ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Greifvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Ebene III-III nach Fig. 2, und
Fig. 4 eine Einzelheit des Greifelementes.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist an Bord eines Schiffes 100 ein Hebekran 103 installiert, welcher zwei Ausleger 1 und 2 aufweist, die durch zwei Hydraulikzylinder 3 und 4 betätigt und dazu befähigt sind, sich um die vertikale Achse mit Hilfe eines Turmes 5 zu drehen, der mit einem geeigneten Schwenk-Motor 6 ausgerüstet ist.
An einem freien Ende 1a des Auslegers 1 ist über eine mittels eines Bolzens 8 gelenkig angebrachte Führung 7 eine Greif-Vorrichtung 101 mit einem freien Ende 12 des zweiten Auslegers 1 des Kranes 103 einstückig verbunden; innerhalb einer solchen Führung 7 ist eine Stange 9 eingesetzt, welche von einem prismatischen Querschnitt ist, um sie an einem Drehen um ihre eigene Achse zu hindern; die prismatische Stange 9 kann sich jedoch vertikal in Bezug auf ihre eigene Führung 7 bewegen.
Die Führung 7 und daher ihre Stange 9 werden vertikal relativ zu dem Schiff mittels einer mechanischen Vorrichtung 10 und 11 von der Art eines Gelenk-Parallelogrammes oder von einer anderen, gleichwertigen, bekannten Art gehalten. An dem unteren Ende der Stange 9 ist ein Universalgelenk 12 angebracht, mit welchem die Vorrichtung 101 zur Befestigung des Fahrzeuges 102 verbunden ist.
Eine derartige Vorrichtung weist ein Element 13 von einer im wesentlichen "V"-förmigen Gestalt auf, wobei dieses Element an seinem Scheitel in einem Schlitz 14 endet.
Unterhalb eines derartigen V-förmigen Elements sind zwei Schwimmkörper 15 vorgesehen, die von geeigneter Gestalt und von geeigneten Abmessungen sind und die an dem Greifelement über Querstücke 15a angebracht sind, die mit den Schenkeln des V-förmigen Elements 13 koplanar sind.
An dem Eingang des Schlitzes 14 weist das V-förmige Element (Fig. 4) zwei Klinken 16 auf, die mit Bolzen 16a gelenkig verbunden sind, um welche herum die Klinken sich drehen können, wobei die Klinken 16 normalerweise in einer geschlossenen Stellung mit Hilfe einer Feder gehalten sind, welche sich von selbst versteht und nicht veranschaulicht ist, gegen deren Schub- bzw. Druck-Wirkung die genannten Klinken sich in den Schlitz 14 entweder durch die durch einen in Berührung gelangenden Körper ausgeübte Schubwirkung oder durch Steuerung durch eine Bedienungsperson öffnen können.
Die Befestigungsvorrichtung 101 ist weiterhin mit zwei hydraulischen Befestigungseinrichtungen 17 ausgerüstet, die, wie weiter unten noch beschrieben wird, dazu befähigt sind, einen zwischen diesen angeordneten Bolzen festzuklemmen.
Die gesamte Befestigungsvorrichtung 101 ist darüber hinaus mit Mitteln zur Steuerung und Betätigung ausgerüstet, die dazu befähigt sind, eine Rotationsbewegung um die vertikale Achse der genannten Vorrichtung herum aufzuerlegen.
Das Fahrzeug 102, welches durch die Vorrichtung 13 zu befestigen ist, wird an seinem oberen Teil mit einem zylindrischen Bolzen 18 ausgerüstet sein, der an seinem oberen Ende in einer Scheibe 19 endet.
Der Betrieb des Systems ist wie folgt: das Unterwasserfahrzeug 102, das durch seine eigenen Mittel an die Oberfläche gebracht ist, kann manövriert werden, um sich an die Greifvorrichtung heranzunähern, und es kann in der am besten geeigneten Art und Weise ausgerichtet werden.
Von der Wasserobeffläche erhebt sich das Fahrzeug leicht nach oben, so daß der vollständige Befestigungsbolzen 18 oberhalb des Wasserspiegels angeordnet ist, während die Endvorrichtung 101 zu dem Wasserspiegel mittels des Kranes 103 abgesenkt und auf einer scheinbar konstanten Höhe oberhalb des Wassers und im wesentlichen parallel hierzu gehalten wird, und zwar durch die Wirkung von Schwimmkörpern 15, die mit derjenigen des Universalgelenks 12 kombiniert ist.
Offensichtlich hängt die maximale Reichweite, welche durch die Vorrichtung 101 erzielt werden kann, von der Länge der prismatischen Führung 9 ab, und, wenn die letztere sich von der zentralen Position relativ zu ihrer Führung 8 weg bewegt, kontrolliert ein geeigneter Sensor, der an der Führung angeordnet ist, über ein elektronisches System die Bewegung des Kranes 103, der in einer abgestimmten Art und Weise auf zwei Hydraulikzylinder 3, 4 in der Weise einwirkt, daß die Führung 9 der Endvorrichtung 101 vertikal verschoben wird und die vertikale Bewegung kompensiert wird, die durch das Wasser relativ zu dem Schiff auferlegt wird.
Mit anderen Worten, die elektrohydraulische Servoeinrichtung ermöglicht es dem Endteil 101 des Kranes 103 und infolgedessen seiner Greifvorrichtung 13 im wesentlichen auf dem Wasserspiegel zu bleiben und sich über eine beträchtliche Distanz zu bewegen, während die Schwimmkörper 15 und die zugehörige prismatische Führung 8 es ermöglichen, die geringen schnellen Pegelfluktuationen zu kompensieren.
Ein Bedienungsmann an Bord kann sodann, falls erwünscht, dem Endteil 101 des Krans 103 eine Bewegung in der horizontalen Ebene, entweder in einer Querrichtung dadurch, daß in einer abgestimmten Art und Weise auf die Zylinder 3, 4 über die elektrohydraulische Servoeinrichtung eingewirkt wird, oder in der Längsrichtung dadurch auferlegen, daß die Drehung des Kranturmes 5 ausgeführt wird.
Das V-förmige Element 13 kann daher über die Wasseroberfläche innerhalb eines gewissen spezifischen Bereiches bewegt und/oder zum Drehen um seine eigene vertikale Achse veranlaßt werden, um dieses V- förmige Element in der am meisten geeigneten Richtung zu verschwenken.
In diesem Stadium wird das Fahrzeug 102 zum Annähern an das V- förmige Element 13 veranlaßt, das seinerseits in die günstigste Position hineinmanövriert wird, jedoch mit der zu dem Bolzen 18 hin gewendeten Öffnung des V, bis der genannte Bolzen in Ausrichtung mit dem V- förmigen Element liegt und in den Schlitz 14 eintritt, somit die Klinken 16 öffnet, die bei erneutem Schließen aufgrund der Wirkung der Feder ihn an einem sich Losarbeiten hindern, während die Scheibe 19 an dem Bolzen 18 gleichfalls das Fahrzeug daran hindert, nach unten zu gleiten.
Um eine unkontrollierte Drehung des Fahrzeugs zu vermeiden, können sodann zwei hydraulische Einrichtungen 17 in Betrieb genommen werden, um den Bolzen 18 zu verriegeln; das Fahrzeug ist daher starr an dem Kran 103 befestigt und kann somit angehoben werden.
Es versteht sich ferner, daß mit Hilfe der Maschine gemäß der vorliegenden Effindung es möglich ist, die Drehung der Endvorrichtung 101 zu steuern, um das Fahrzeug 102 für dessen korrekte Positionierung auf seinem Verstauungsgerüst 104 an Bord des Schiffes 100 zu verschwenken.
Offensichtlich umfaßt ein Zuwasserlassen des Fahrzeugs im wesentlichen das Ausführen derselben Operationen in umgekehrter Reihenfolge.
Für das konstruktionsmäßige Konzept der Bestandteile der Maschine können viele alternative Ausführungsformen vorgesehen werden, ohne hierdurch vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, mit einem Kran (103), der an Bord eines Schiffes (100) angeordnet und an seinem freien Ende mit einer Greif- Vorrichtung (101) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine derartige Vorrichtung (101) im wesentlichen aus einem Führungselement (13) besteht, das an seinem oberen Ende durch ein Gelenk- Element (12), welches dazu befälligt ist, ein Schwenken der Vorrichtung relativ zu zwei koplanaren Achsen, die unter rechten Winkeln zueinander stehen, zu ermöglichen, mit einer Stange (9) einstückig verbunden ist, welche zum Gleiten innerhalb einer Führung (7) befähigt ist, die an dem freien Ende eines Auslegers (1) des Kranes (103) befestigt ist, und welches Führungselement mit Schwimmkörpern oder Schwimmern (15) einstückig verbunden ist, welche dazu befihigt sind, das Führungselement (13) oberhalb des Wassers angehoben zu halten, wobei ferner sowohl Mittel zum Halten (16) und Mittel zum Verriegeln (17) eines feststehenden Elements (18), das mit dem zu hebenden oder hochzuziehenden Fahrzeug einstuckig verbunden ist, als auch Mittel zum Erfassen der Position der Stange (9) relativ zu der Führung (7) vorgesehen sind, und wobei Mittel vorgesehen sind, um den Auslegern (1, 2) des Kranes (103) eine Bewegung aufzuerlegen, welche zusammen mit der Wirkung, die durch die Schwimmkörper oder Schwimmer ausgeführt wird, einen konstanten Abstand zwischen der Greif-Vorrichtung (101) und der Oberfläche des Wassers aufrechterhalten und welche zusammen mit der Drehbarkeit eines Turmes (5) des Kranes (103) es ermöglichen, die Vorrichtung parallel zu der Oberfläche des Wassers zu betreiben, und wobei ferner Mittel (10, 11) zum Halten der Vorrichtung (101) in einer vertikalen Stellung relativ zu dem Schiff (100) vorgesehen sind.

2. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein derartiges Führungselement (13) eine im wesentlichen "V"-förmige Gestalt aufweist, an deren Scheitel ein Schlitz (14) vorgesehen ist, in dessen Öffnung die Mittel zum Halten (16) angebracht sind.

3. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derartige Mittel zum Halten im wesentlichen aus einem Paar von Klinken (16) bestehen, die mit vertikal angeordneten Bolzen (16a) gelenkig verbunden sind und die dazu befähigt sind, in Richtung zu der Innenseite des Schlitzes (14) unter der Schubwirkung eines Bolzens (18) eines Fahrzeuges (102) und gegen die Schubwirkung von Federn oder dergleichen zu drehen, welche dazu befähigt sind, die Klinken (16) in einer geschlossenen Stellung zu halten, wobei ferner Mittel zum Zurückstellen der genannten Klinken (16) vorgesehen sind, um deren gesteuertes Öffnen zu gewährleisten.

4. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine derartige Gelenkverbindung vorzugsweise aus einem Universalgelenk (12) besteht.

5. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (9) und die Führung (7) von einem prismatischen Querschnitt sind, um eine relative Verschiebung in der vertikalen Richtung zu ermöglichen und um eine relative Drehung zwischen der Stange (9) und der Führung (7) zu verhindern.

6. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen oder dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derartige Mittel zum Verriegeln vorzugsweise aus einem Paar von Hydraulik-Vorrichtungen (17) bestehen, die einander gegenüberstehend oder -liegend mit dem Führungselement im Bereich des Schlitzes (14) einstückig verbunden sind, um eine Klemmwirkung auf den Bolzen (18) auszuüben und um diesen von einer Drehung relativ zu der Greif-Vorrichtung (101) abzuhalten.

7. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derartige mit einem Fahrzeug (102) einstückig verbundene Mittel zum Befestigen im wesentlichen aus einem vertikalen Bolzen (18) bestehen, der an seinem oberen Ende mit einer horizontalen Scheibe (19) einstückig verbunden ist, welche dazu befahigt ist, eine nach abwärts gerichtete Verrückung des genannten Bolzens zu verhindern, wenn der letztere in den Schlitz (14) des Führungselementes (13) eingesetzt ist.

8. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäb Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derartige Mittel zum Erfassen der Position der Stange relativ zu der Führung vorzugsweise aus Sensoren bestehen, die mit der genannten Führung einstückig verbunden sind und dazu befähigt sind, elektrische Signale zu einer elektrohydraulischen Vorrichtung zu senden, welche die Kran-Ausleger steuert.

9. Eine Maschine zum Greifen und Behandeln von Unterwasserfahrzeugen und dergleichen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derartige Mittel zum Halten der vertikalen Position der Vorrichtung relativ zu dem Schiff vorzugsweise aus einem Gelenk-Parallelogramm (10, 11) bestehen, welches Enden aufweist, die mit der Führung (7) bzw. mit dem Turm (5) des Kranes (103) einstückig verbunden sind.