雙卷筒牽引絞盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙卷筒牽引絞盤（1），其可旋轉(zhuǎn)卷筒（3、4）均被提供有可調(diào)節(jié)槽（7、8）。每個卷筒均包括多個彎曲區(qū)段（11），例如三個或更多彎曲區(qū)段（11），每個區(qū)段均限定周向槽的一部分，從而卷筒的外表面上的多個周向槽中的每個均由若干個彎曲區(qū)段構(gòu)成。彎曲區(qū)段中的每個均被芯體（10）能移動地支撐，以便相對于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線沿大體上徑向方向移動。提供用于彎曲區(qū)段的致動機構(gòu)，其包括引起彎曲區(qū)段的基本徑向移位的致動器（12），從而槽的周長能夠被調(diào)節(jié)。
【專利說明】雙卷筒牽引絞盤【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的雙卷筒牽引絞盤、一種根據(jù)權(quán)利要求12的這種雙卷筒牽引絞盤的用途、一種根據(jù)權(quán)利要求13的提供有這種牽引絞盤的船以及一種根據(jù)權(quán)利要求14的用于使用這種牽引絞盤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙卷筒牽引絞盤在本領(lǐng)域是已知的。它們典型地包括框架，框架支撐第一可旋轉(zhuǎn)卷筒和第二可旋轉(zhuǎn)卷筒以使繩索能夠纏繞在兩個卷筒上，并且進一步包括用于使兩個卷筒圍繞它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的一個或更多驅(qū)動器。每個卷筒的周向表面被提供有垂直于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的平行的周向槽，用于在使用時接合纏繞在兩個卷筒上的繩索。
[0003]在大多數(shù)實施例中，第一卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線相對于第二卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，從而第二卷筒的周向槽將纏繞在兩個卷筒上的繩索從第一卷筒上的第一周向槽引導(dǎo)到第一卷筒上的第二周向槽。
[0004]纏繞在兩個卷筒上的繩索中的張力，更特別地，由提供在每個卷筒的外表面中的槽承載的繩索中的張力隨著繩索從卷筒的低張力端朝向卷筒的高張力端穿過每個槽而增加，在卷筒的低張力端，所承載的繩索中的張力低，在卷筒的高張力端，所承載的繩索中的張力高。
[0005]本發(fā)明進一步涉及安裝有牽引絞盤的船，以及這種絞盤在海上技術(shù)中的應(yīng)用，例如用于棄置與回收應(yīng)用、海洋學(xué)、在極深處捕撈，或者通過拖船對浮動負載的拖曳。這種牽引絞盤被用于接收和釋放細長物體，例如線纜或繩索、管纜等。特別地，本發(fā)明涉及專用于通過線纜拖拉非常重的負載和/或極深處的負載的絞盤。在這些情況下，繩索的重量通常構(gòu)成負載的不可忽略的部分，這種繩索具有大直徑和非常大的長度。因此，為了提升和降下極深處的負載，通常使用合成繩索，因為它們的重量比鋼絲低。
`[0006]已知的牽引絞盤的問題在于繩索快速磨損。在負載作用下，繩索，特別是纖維繩伸展，這導(dǎo)致繩索滑動。繩索的伸展和繩索沿著卷筒表面的隨后的滑動導(dǎo)致熱的產(chǎn)生，從而繩索的溫度升高并由此導(dǎo)致繩索的加劇磨損。這對于高科技繩索而言是特別不利的，更特別地，對于與鋼絲相比更易于受到生熱的影響的合成繩索而言是特別不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種可替代的雙卷筒牽引絞盤。本發(fā)明進一步的目的是提供一種雙卷筒牽引絞盤，該雙卷筒牽引絞盤至少減少由繩索的伸長導(dǎo)致的繩索在卷筒上的滑動，優(yōu)選基本消除由繩索的伸長導(dǎo)致的繩索在卷筒上的滑動。
[0008]因此，本發(fā)明提供一種根據(jù)權(quán)利要求1的雙卷筒牽引絞盤。利用根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤，可旋轉(zhuǎn)卷筒均被提供有用于承載繩索的可調(diào)節(jié)槽。通過調(diào)節(jié)槽的周長，根據(jù)本發(fā)明的絞盤的槽可適于滿足由牽引絞盤承載的繩索的縮短或伸長。因此，卷筒與繩索相匹配，并且繩索的滑動被減少或者甚至被消除。[0009]根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤的每個卷筒均包括芯體、多個彎曲區(qū)段和致動機構(gòu)。
[0010]每個卷筒的芯體被安裝在牽引絞盤的框架中。例如電動驅(qū)動器或液壓驅(qū)動器的一個或更多驅(qū)動器被提供用于使芯體圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，即圍繞相應(yīng)卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
[0011]多個彎曲區(qū)段中的每個限定周向槽的一部分，從而每個周向槽在若干彎曲區(qū)段上延伸，例如在三個或更多彎曲區(qū)段上。所述彎曲區(qū)段中的每個均被能移動地支撐在芯體上，以便相對于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線沿大體上徑向方向移動。
[0012]用于所述彎曲區(qū)段的致動機構(gòu)包括引起彎曲區(qū)段的基本徑向移位的致動器。更特別地，致動器允許:a)將彎曲區(qū)段移動到外部位置以增加槽的周長，和b)將彎曲區(qū)段移動到內(nèi)部位置以減小槽的周長。彎曲區(qū)段能夠在它們的內(nèi)部位置和外部位置之間移動以便在徑向方向上調(diào)節(jié)槽，更特別地調(diào)節(jié)構(gòu)成槽的區(qū)段，并由此調(diào)節(jié)槽的周長。
[0013]致動機構(gòu)還允許彎曲區(qū)段被定位為使得在卷筒的低張力端處的槽的周長小于在卷筒的高張力端處的槽的周長。
[0014]因此，支撐繩索的槽的周長可被調(diào)整為使得，槽在繩索的伸長率低時具有小的周長，并在繩索的伸長率高時具有大的周長。以這種方式，卷筒可被調(diào)節(jié)，以滿足例如由于提升或降下負載引起的繩索的長度的變化。
[0015]因此，卷筒可被調(diào)整為不僅匹配特定類型的繩索的張力特性，而且匹配特定類型的繩索與待使用該繩索支撐的特定負載的組合。
[0016]利用現(xiàn)有技術(shù)的牽引絞盤，典型地由用該繩索支撐的負載的重量引起的繩索的長度的增加或減小引起繩索的伸長或縮短，并由此導(dǎo)致該繩索在卷筒的表面上滑動。
[0017]在一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤包括由至少三個，例如四個、五個、八個或更多彎曲區(qū)段構(gòu)成的周向槽。通過這樣沿著卷筒的周界提供多個彎曲區(qū)段，對槽的周長的調(diào)節(jié)可被更好地控制。提供三個或更多彎曲區(qū)段來形成單個槽還有利于在槽承載繩索時調(diào)節(jié)該槽的周長。由于典型的雙卷筒牽引絞盤的布置，兩個卷筒的僅一部分承載繩索，而卷筒的一部分，即卷筒的面向另一卷筒的部分，不承載繩索。
[0018]當每個槽由三個或更多相同尺寸的區(qū)段構(gòu)成時，卷筒可被旋轉(zhuǎn)為使得彎曲區(qū)段中的兩個承載繩索，而第三區(qū)段面向另一卷筒并且不承載繩索。因此，可通過沿徑向方向移動不承載繩索的區(qū)段，即面向另一卷筒的區(qū)段，來調(diào)節(jié)彎曲部的周長。因為該彎曲區(qū)段不支撐繩索，所以需要更少的力來移動它，由此其可被更容易地移動。通過旋轉(zhuǎn)卷筒，三個彎曲區(qū)段的位置可被連續(xù)調(diào)節(jié)，更具體地，每個區(qū)段可在該區(qū)段不支撐繩索時沿徑向方向被移動。
[0019]在一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤的致動機構(gòu)被提供有機械和/或電子控制系統(tǒng)，該機械和/或電子控制系統(tǒng)適于在卷筒承載繩索時操作致動器，在一實施例中，在卷筒承載繩索并且被旋轉(zhuǎn)時操作致動器，從而彎曲區(qū)段僅在該彎曲區(qū)段的槽部分僅部分地承載繩索時沿大體上徑向方向被移動，在一實施例中僅在該彎曲區(qū)段的槽部分不承載繩索時被移動。因此可在牽引絞盤在使用時，更特別地在槽承載繩索時，甚至在用該繩索提升或降下負載時調(diào)節(jié)槽。僅在區(qū)段不支撐繩索時移動該區(qū)段有利于調(diào)節(jié)槽，因為在區(qū)段不支撐繩索時需要更少的力來移動該區(qū)段。
[0020]因此，本發(fā)明不僅提供這樣的雙卷筒牽引絞盤:其每個卷筒的槽，更特別地，槽的周長和半徑可適應(yīng)待被卷筒承載的繩索的特定特性，并且適應(yīng)特定負載對該繩索的影響。本發(fā)明還提供一種雙卷筒牽引絞盤，該雙卷筒牽引絞盤可在使用期間負載變化時被調(diào)整。牽引絞盤因此特別適用于將負載提升和降到極深處。
[0021]例如，對于相同類型的繩索，繩索中的張力，以及因此繩索的伸長率在提升重的負載時較高，并且在提升較輕的負載時較低。而且，當分別從極深處提升負載或?qū)⒇撦d降到極深處時，由纏繞在絞盤上的繩索支撐的負載由于從絞盤朝向負載垂下的繩索的長度的變化而變化。垂下的繩索的重量增加到由該繩索支撐的負載。因此，例如，當將物體降到極深處時，被支撐的負載的相當一部分由繩索的垂下的用于支撐物體的部分的重量形成。
[0022]在一實施例中，形成槽的彎曲區(qū)段的每個均在一端處被成形為用于支撐相鄰的彎曲區(qū)段的疊置端，并且均在相反端被成形為用于接合用于支撐的彎曲區(qū)段，從而形成槽的彎曲區(qū)段如同搭疊構(gòu)件或瓦片那樣彼此支撐。因此，彎曲區(qū)段共同形成卷筒的堅固但可調(diào)節(jié)外表面。
[0023]在可替代實施例中，每個槽由相同數(shù)量的彎曲區(qū)段形成，其中彎曲區(qū)段中的一半在兩端處均被提供有支撐端，被成形為用于支撐相鄰的彎曲區(qū)段的疊置端。彎曲區(qū)段中的另一半在兩端處均被提供有疊置端，被成形為用于能滑動接合用于支撐的支撐彎曲區(qū)段的支撐端。因此，彎曲區(qū)段的第二半被彎曲區(qū)段的第一半支撐。通過沿徑向方向移動支撐彎曲區(qū)段，被支撐的彎曲區(qū)段也被移動。為了允許調(diào)節(jié)由彎曲區(qū)段形成的槽的徑向周長，區(qū)段能滑動地彼此接合，從而除了沿徑向向外的方向移動之外，它們可滑動遠離彼此，并且除了沿徑向向內(nèi)的方向移動之外，它們可朝向彼此滑動，以便分別增加或減小槽的周長，即長度。
[0024]在一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的形成雙卷筒牽引絞盤的卷筒的平行槽的彎曲區(qū)段沿著卷筒的縱向軸線成排地平行布置，并且致動機構(gòu)包括由這樣一排彎曲區(qū)段公用的致動器，以便同時移動多個槽的一個或更多彎曲區(qū)段。因此，這種排的彎曲區(qū)段，以及由此多個槽的周長可被快速和簡單地調(diào)節(jié)。使用單個致動器來移動多個彎曲區(qū)段允許簡化的設(shè)計。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的進一步的實施例中，每個公用致動器包括被相應(yīng)的卷筒的芯體支撐的凸輪軸，凸輪軸沿平行于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸，每個凸輪軸與一排彎曲區(qū)段相互作用，以便通過旋轉(zhuǎn)凸輪軸而沿大體上徑向方向同時移動多個彎曲區(qū)段。因此，多個槽的彎曲區(qū)段的位置可被有效地和同時調(diào)節(jié)。
[0026]在一實施例中，凸輪軸被提供有用于每個區(qū)段的單獨的凸輪，該凸輪被支撐在提供在區(qū)段中的開口中。凸輪因此防止區(qū)段沿周向方向的實質(zhì)性移動。
[0027]在一實施例中，致動器被設(shè)計為將相鄰的槽的彎曲區(qū)段移動不同的徑向距離，從而第一槽的周長被調(diào)節(jié)的程度比與第一槽相鄰并且位于第一槽的高張力側(cè)處的槽的周長被調(diào)節(jié)的程度小。差別性調(diào)節(jié)是有利的，因為每個槽內(nèi)的繩索中的張力是不同的，因此每個槽內(nèi)的繩索的伸長也是不同的，更特別地，朝向卷筒的高張力側(cè)增加。槽的周長優(yōu)選大體上匹配由于每個槽內(nèi)繩索中張力的增加而引起的繩索的伸長的變化。
[0028]在進一步的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤的致動機構(gòu)適于從一個槽到下一個槽以預(yù)定的和固定的比率(ratio)移動卷筒的彎曲區(qū)段，以便針對繩索的預(yù)定的可能非線性的彈性行為調(diào)節(jié)每個槽的周向距離。因此，槽的周長的變化匹配每個特定槽中的該類型繩索的伸長。牽引絞盤的卷筒因此被最佳地配置用于該特定類型的繩索。
[0029]在一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤的致動機構(gòu)被提供有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括用于檢測繩索速度和/或由卷筒承載的繩索中的張力的一個或更多傳感器。該控制系統(tǒng)適于操作致動器，以使區(qū)段依賴于繩索中的實際張力以及由此依賴于繩索的伸展而被定位，以便形成具有這樣的周長的槽，該周長使得彎曲區(qū)段的承載繩索的表面具有與繩索相同的速度。
[0030]例如，傳感器可與用于引導(dǎo)繩索朝向或遠離牽引絞盤的滑輪系統(tǒng)組合，以便檢測繩索中的張力，或者與形成槽的彎曲區(qū)段組合，以便檢測由繩索施加到彎曲區(qū)段上的壓力和/或繩索和彎曲區(qū)段之間的摩擦力和/或繩索相對于彎曲區(qū)段的速度。該傳感器數(shù)據(jù)被控制系統(tǒng)使用以最佳地定位彎曲區(qū)段，從而使滑動最少。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，芯體在以固定角度隔開的位置處支撐平行于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線延伸并與卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線相距相等徑向距離的凸輪軸。在進一步的實施例中，第一排彎曲區(qū)段中的每個彎曲區(qū)段具有與第一凸輪軸協(xié)作的第一端部，以便大體上沿徑向方向移位所述端部，并且第一排的每個彎曲區(qū)段具有被相鄰的第二排彎曲區(qū)段中的區(qū)段的第一端部支撐的第二端部，并且第二凸輪軸與第二排的區(qū)段的所述第一端部協(xié)作，以便沿所述徑向方向移位第二排的彎曲區(qū)段的第一端部，并因此沿所述徑向方向移位第一排的彎曲區(qū)段的第二端部。
[0032]因此，區(qū)段可被有效地移動，并且可同時被容易地相對于彼此定位。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的進一步的實施例中，用于每個凸輪軸的凸輪軸致動器被提供在芯體上，例如液壓馬達或電動馬達。在一實施例中，所述凸輪軸致動器能彼此獨立地操作，以便允許調(diào)節(jié)不承載繩索的區(qū)段，同時不調(diào)節(jié)承載繩索的區(qū)段。這有利于在絞盤的使用期間調(diào)節(jié)槽，即在絞盤支撐繩索并且可選地提升或降下負載時調(diào)節(jié)槽。
[0034]在進一步的實施例中，每個彎曲區(qū)段被提供有用于沿大體上徑向方向移動該區(qū)段的其自己的致動器，例如被液壓缸致動的桿系統(tǒng)或者被電動驅(qū)動器操作的凸輪。這允許對區(qū)段進行獨立調(diào)節(jié)，并且因此允許針對不同類型的繩索和/或繩索的張力行為的未預(yù)料到的變化調(diào)節(jié)槽。
[0035]本發(fā)明進一步提供一種根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤在海上操作中的用途，例如用于棄置與回收應(yīng)用、海洋學(xué)、在極深處捕撈，或者用于通過拖船拖曳。
[0036]本發(fā)明進一步提供一種提供有根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽弓丨絞盤的船。
[0037]本發(fā)明進一步提供一種用于減少繩索在雙卷筒牽弓I絞盤上的滑動的方法。該方法包括以下步驟:
[0038]提供根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤；
[0039]提供帶有待被雙卷筒牽引絞盤承載的繩索的儲存卷筒；
[0040]調(diào)節(jié)彎曲區(qū)段的徑向位置，并因此調(diào)節(jié)由該彎曲區(qū)段限定的槽的周長；
[0041]將繩索從儲存卷筒引導(dǎo)到牽引絞盤，將繩索纏繞在兩個牽引卷筒上以使繩索被槽承載；
[0042]將繩索從牽引絞盤引導(dǎo)到負載，并且連接繩索和負載；
[0043]使用牽引絞盤和繩索提升或降下第一負載。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的另一方法包括以下步驟:在卷筒承載繩索時通過調(diào)節(jié)多個彎曲區(qū)段的徑向位置來調(diào)節(jié)多個槽的周長，在一實施例中為同時調(diào)節(jié)多個槽的周長。在一實施例中，每排彎曲區(qū)段中的彎曲區(qū)段的位置被調(diào)節(jié)，所述排沿平行于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸。[0045]因此，槽可在牽引絞盤支撐繩索的同時以及在繩索支撐負載的同時被調(diào)節(jié)。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一方法包括以下步驟:在卷筒被旋轉(zhuǎn)時通過調(diào)節(jié)多個彎曲區(qū)段的徑向位置來動態(tài)調(diào)節(jié)槽的周長，在一實施例中為同時動態(tài)調(diào)節(jié)槽的周長，并且其中彎曲區(qū)段僅在該彎曲區(qū)段的槽僅部分地承載繩索時沿大體上徑向方向被移動，在一實施例中，僅在該彎曲區(qū)段的槽不承載繩索時被移動。
[0047]因此，可在牽引絞盤支撐繩索的同時、在繩索支撐負載的同時和在卷筒旋轉(zhuǎn)的同時，由此在實際提升或降下由該繩索支撐的負載期間調(diào)節(jié)槽。
[0048]在進一步的實施例中，限定出槽的彎曲區(qū)段的位置以連續(xù)的方式沿著槽的周向距離被調(diào)節(jié)。這有利于在卷筒被旋轉(zhuǎn)的同時調(diào)節(jié)槽，更特別地，調(diào)節(jié)槽的周長。
[0049]本發(fā)明的進一步的實施例及其優(yōu)點和實質(zhì)的細節(jié)被公開在附圖和說明書中以及隨后的權(quán)利要求中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]將參照附圖更詳細地解釋本發(fā)明，附圖中:
[0051]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤的局部截面形式的俯視圖；
[0052]圖2示出圖1的牽引絞盤的主視圖；
[0053]圖3示出圖1的牽引絞盤的卷筒的截面形式的主視圖；
[0054]圖4示出圖1的牽引絞盤的卷筒的彎曲區(qū)段的透視圖；
[0055]圖5示出圖1的牽引絞盤的卷筒的兩個外側(cè)，即卷筒的承載繩索的側(cè)部的截面形式的俯視圖；和
[0056]圖6示出處于不同位置的一些彎曲區(qū)段的截面形式的示意圖。
【具體實施方式】
[0057]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤I的俯視圖。圖2示出相同的牽引絞盤的主視圖。
[0058]雙卷筒牽弓I絞盤I包括框架2，框架2支撐第一可旋轉(zhuǎn)卷筒或者后向卷筒3以及第二可旋轉(zhuǎn)卷筒或前向卷筒4。在圖中，左卷筒4以截面形式被示出。在牽引絞盤使用時，繩索被纏繞在兩個卷筒上。為了清楚的原因，繩索5沒有全部示出在這些圖中，僅延伸到絞盤和從絞盤延伸的區(qū)段示出在圖1中。注意到本領(lǐng)域技術(shù)人員已知雙卷筒牽引絞盤的基本工作原理以及這種絞盤承載繩索的方式。因此將不對此展開討論。
[0059]在示出的實施例中，第一卷筒3位于儲存卷筒(未示出)附近，絞盤從儲存卷筒接收繩索5，繩索5的一部分5a示出在圖中。繩索朝向第二卷筒4在第一卷筒3下方穿過，而不接觸第一卷筒3。在第二卷筒4上，繩索5被接收在第一槽7a中并且被引導(dǎo)圍繞卷筒，返回到第一卷筒3，繩索5通過第一槽8a被引導(dǎo)圍繞第一卷筒3，返回第二卷筒上的第二槽，等等。在所示的實施例中，繩索的一部分5d從第一卷筒的最后一個槽Si向下引導(dǎo)到第二卷筒下方，在不接觸第二卷筒的情況下被引導(dǎo)到由繩索5支撐的負載。因此，繩索總共圍繞兩個卷筒9圈，穿過18個槽，每個卷筒9個槽。
[0060]在所示的實施例中，第一卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線相對于第二卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜，從而第二卷筒的周向槽將纏繞在兩個卷筒上的繩索從第一卷筒上的第一周向槽引導(dǎo)到第一卷筒上的第二周向槽。通過這樣定位卷筒，繩索可在卷筒之間平移一短距離，即卷筒可被定位為靠在一起，不用大范圍地彎曲繩索和/或使槽的凸緣與繩索之間具有大的摩擦力。
[0061]注意到本發(fā)明可用于與圖1和圖2中所示的絞盤不同類型的絞盤，例如具有另外的構(gòu)造、不同的槽數(shù)和/或圈數(shù)以及朝向卷筒引導(dǎo)繩索和從卷筒引導(dǎo)繩索的不同的構(gòu)造的
絞盤等。
[0062]可旋轉(zhuǎn)卷筒3、4的每個均包括安裝在框架2中用于通過驅(qū)動器而圍繞卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線9旋轉(zhuǎn)的芯體10。更特別地，主軸19被提供用于每個卷筒，卷筒主體20經(jīng)由滾柱軸承21安裝在主軸19上。示出的雙卷筒牽引絞盤I包括用于使卷筒圍繞它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的多個驅(qū)動器6。在所示的特定實施例中，兩個卷筒被提供有四個驅(qū)動器。其它的構(gòu)造也是可能的，并且被認為相對于現(xiàn)有技術(shù)不具有創(chuàng)造性。
[0063]每個卷筒的外表面被提供有與相應(yīng)卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線9垂直的平行周向槽7、8，平行周向槽7、8用于在使用時承載纏繞在兩個卷筒上的繩索。
[0064]注意到，通常在儲存絞盤和絞盤之間的繩索已經(jīng)受到用于開始牽引絞盤的兩個卷筒的表面上的繩索的抓緊的張力(所謂的反張力)作用。由槽承載的繩索5中的張力隨著繩索5從卷筒的低張力端向卷筒的高張力端穿過每個槽而增加，在卷筒的低張力端，所承載的繩索中的張力低，在卷筒的高張力端，所承載的繩索中的張力高。典型地，繩索中的張力在絞盤的從儲存卷筒接收繩索的第一槽中最低，在絞盤的最后一個槽中最高，繩索在絞盤的最后一個槽中被導(dǎo)向負載。
[0065]因此，卷筒的低張力端典型地是位于絞盤的這樣的側(cè)部處的那些端部，在絞盤的該側(cè)部，繩索從儲存絞盤被供給到牽引卷筒，在圖1中的俯視圖中為上端部，并且卷筒的高張力端是位于絞盤的這樣的側(cè)部處的那些端部，在絞盤的該側(cè)部，繩索被供給負載，在圖中的俯視圖中為下端部。這也在圖5中示出，在圖5中，典型負載沿卷筒的槽的負載分布被標
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[0066]圖5示出圖1的牽引絞盤的卷筒的兩個外側(cè)(即卷筒的承載繩索的側(cè)部)的截面形式的俯視圖。例如，在圖5示出的特定實施例中，典型負載沿卷筒的槽的負載分布，即在槽中承載的特定繩索中的張力發(fā)展如下所示。
[0067]卷筒4的第一槽7a上的繩索承受600_667kN的繩索拉力。當繩索進入槽中時，繩索中的張力，也稱為反拉力為600kN。當繩索離開槽時，張力已經(jīng)增加到667kN。在卷筒3上的第一槽8a中的繩索拉力為667-741kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為741-823kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為823-915kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為915-1016kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為1016-1129kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為1129-1255kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為1255_1394kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為1394-1549kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為1549_1721kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為1721-1913kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為1913-2125kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為2125_2362kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為2362-2624kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為2624_2916kN。卷筒3上的后一槽中的繩索拉力為2916-3240kN。卷筒4上的后一槽中的繩索拉力為3240_3600kN。卷筒3上的最后一個槽8i中的繩索拉力為3600-4000kN。因此，牽引絞盤上的繩索的繩索拉力在牽引絞盤上從600kN逐漸增加到4000kN。[0068]卷筒的低張力端典型地是位于絞盤的這樣的側(cè)部處的那些端部，在絞盤的該側(cè)部，繩索從儲存絞盤被供給到牽引卷筒，在圖1中的俯視圖中為上端部，并且卷筒的高張力端是位于絞盤的這樣的側(cè)部處的那些端部，在絞盤的該側(cè)部，繩索被供給負載，在圖1中的俯視圖中為下端部。
[0069]然而，注意到，卷筒的哪個端部是低張力端，卷筒的哪個端部是高張力端可由于卷筒的負載情況變化，更特別地可由于由繩索支撐的負載以及從儲存絞盤供給到卷筒的繩索中的張力而變化。
[0070]例如，當承載的繩索不支撐負載時，負載和絞盤之間的繩索中的張力可低于儲存卷筒和絞盤之間的繩索中的張力。在此情況下，可能的是絞盤的位于卷筒的高張力端處的最后一個槽中的繩索的張力小于絞盤的位于卷筒的低張力端處的第一槽中的繩索中的張力。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤I的可旋轉(zhuǎn)卷筒3、4為具有可調(diào)節(jié)槽7、8的卷筒。卷筒包括多個彎曲區(qū)段11，每個區(qū)段限定周向槽的一部分，從而卷筒的多個周向槽的每個均由若干個彎曲區(qū)段構(gòu)成。根據(jù)所示的發(fā)明，在圖3中以卷筒的截面形式的主視圖示出這些彎曲區(qū)段。此外，圖4以透視圖示出根據(jù)本發(fā)明的卷筒的彎曲區(qū)段。
[0072]彎曲區(qū)段11包括在面向卷筒的側(cè)部處的支撐主體和在它們相反側(cè)部處用于承載繩索的槽。在所示實施例中，彎曲區(qū)段11還被提供有用于接納支撐彎曲區(qū)段的凸輪軸的圓形開口 17。通過經(jīng)由圓形開口將彎曲區(qū)段連接到凸輪軸，凸輪軸不僅沿徑向方向支撐彎曲區(qū)段，沿定向的可替代方向，例如切向方向推進，還可從彎曲區(qū)段被平移到卷筒和牽引絞盤的框架。
[0073]在所示的特定實施例中，每個卷筒包括八個平行的由九個彎曲區(qū)段組成的排。彎曲區(qū)段一起在卷筒的外表面上形成九個周向槽。每個槽由八個彎曲區(qū)段形成。
[0074]每個彎曲區(qū)段11被能移動地支撐在卷筒的芯體上，以便相對于卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線沿大體上徑向的方向移動。對一排彎曲區(qū)段而言，用雙箭頭18將大體上徑向方向標示在圖3中。
[0075]致動機構(gòu)被提供用于彎曲區(qū)段11。致動機構(gòu)包括引起彎曲區(qū)段基本徑向移位的致動器。在所示的實施例中，卷筒3、4的芯體10在以固定角度隔開的位置處支撐凸輪軸12，凸輪軸12平行于相應(yīng)的卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線9延伸并且在與相應(yīng)的卷筒的旋轉(zhuǎn)軸線9相距相等徑向距離處。凸輪軸利用安裝在卷筒的側(cè)部上的驅(qū)動器13旋轉(zhuǎn)。
[0076]利用根據(jù)本發(fā)明的致動機構(gòu)，彎曲區(qū)段11可被移動到外部位置，以增加槽7、8的周長，并可被移動到內(nèi)部位置，以便減小槽7、8的周長。在所示的特定實施例中，彎曲區(qū)段11接觸凸輪軸12的凸輪，從而通過旋轉(zhuǎn)凸輪軸，彎曲區(qū)段沿徑向方向移動。
[0077]在所示的實施例中，彎曲區(qū)段沿著卷筒的縱向軸線被成排地平行布置，并且致動機構(gòu)的致動器對于這樣一排彎曲區(qū)段而言是公用的。因此，一個致動器可同時移動一排彎曲區(qū)段。在可替代實施例中，一個致動器被提供用于一組槽，例如用于形成槽的每組彎曲區(qū)段，或者每個彎曲區(qū)段被提供有單獨的致動器，以便獨立地定位彎曲區(qū)段。
[0078]注意到，在實際中，與卷筒的直徑相比，彎曲區(qū)段的徑向移位的軌跡小。例如，具有
2.6米直徑的卷筒可被提供有能夠沿徑向方向在15_的軌跡上移動的彎曲區(qū)段。通常，彎曲區(qū)段相對小的移位將足以應(yīng)付所用的繩索的伸長。[0079]此外，卷筒可被配置為使得，與在卷筒的低張力端處的彎曲區(qū)段相比，在卷筒的高張力端處的彎曲區(qū)段可沿徑向方向在更大軌跡上移動，或者反之亦然。而且，能夠僅向卷筒提供可調(diào)整槽，或者提供一些固定槽(即不可調(diào)整的槽)和一些可調(diào)整的槽。在一實施例中，一組卷筒中僅一個槽不可調(diào)整，即從儲存卷筒接收繩索的槽或者繩索被供給到負載的槽。
[0080]在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，由卷筒承載的繩索的伸長通過增加槽的直徑而被滿足。隨著張力增加，繩索的伸長增加。因為繩索中的張力沿著卷筒增加，所以在一實施例中，對于每個槽而言，卷筒的槽的直徑從卷筒的低張力端朝向卷筒的高張力端增加。因此，卷筒被提供有由直徑增加的槽形成的階梯面。由于槽直徑的增加，槽的周長增加并且滿足繩索的長度的增加。繩索的伸長導(dǎo)致繩索朝向卷筒的高張力端的速度增加。繩索沿著卷筒的表面的滑動，特別是在槽中的滑動基本被防止，因為槽的直徑朝向卷筒的高張力端增加，因此卷筒的表面的速度朝向卷筒的高張力端增加。
[0081]除了將彎曲區(qū)段移動到內(nèi)部位置和外部位置之外，根據(jù)本發(fā)明的致動機構(gòu)允許彎曲區(qū)段被定位為使得在卷筒的低張力端處的槽的周長小于卷筒的高張力端處的槽的周長。
[0082]通過朝向卷筒的低張力端減小槽的周長、通過朝向卷筒的高張力端增加槽的周長、或者通過二者的組合，可獲得這種階梯面。利用后一種方案，卷筒的低張力端處的槽的直徑被減小，并且卷筒的高張力端處的槽的直徑增加。
[0083]在圖1和圖2中所示的特定實施例中，致動機構(gòu)被提供有沿著支撐彎曲區(qū)段的每個凸輪軸尺寸漸增的凸輪。因此，通過旋轉(zhuǎn)凸輪軸，卷筒可被提供有由具有漸增的直徑的槽所形成的階梯面。
[0084]在所示的特定實施例中，凸輪被成形為使得彎曲區(qū)段也可被定位在卷筒上的所有槽具有相同直徑的初始位置處。該位置示出在圖1的俯視圖中。
[0085]在所示的特定實施例中，致動機構(gòu)被配置為將卷筒的低張力端處的彎曲區(qū)段向內(nèi)移動，由此減小卷筒的低張力端處的槽的直徑，以便滿足在增加的張力下的繩索的伸長。
[0086]圖5中示出圖1的牽引絞盤的卷筒的兩個外側(cè)的截面形式的俯視圖。注意到，槽被示出為處于初始位置中，在該位置它們?nèi)烤哂邢嗤闹睆?。在使用時，將朝向低張力端減小槽的半徑，以便匹配繩索中的張力，從而槽的半徑從卷筒的高張力端到低張力端被逐漸減小。
[0087]例如，在圖5中所示的實施例中，彎曲區(qū)段的移位的軌跡如下。
[0088]卷筒4的第一槽7a的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動15mm的距離。卷筒3的第一槽8a的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動14.67mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動14.30mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動13.89mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動13.44mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動12.93_的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動
12.37mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動11.74mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動11.05_的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動10.27mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動9.41mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動8.46mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動7.40mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動6.21mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動4.90mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動3.44mm的距離。卷筒4的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動1.81mm的距離。卷筒3的后一槽的彎曲區(qū)段可沿徑向方向移動0.0Omm的距離。因此，彎曲區(qū)段可被調(diào)節(jié)以便補償繩索由于增加的張力導(dǎo)致的任何伸長，并且因此防止繩索在卷筒的表面上滑動，更特別地防止繩索在相應(yīng)的槽中的滑動。
[0089]在一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤的每個彎曲區(qū)段在一端處均被成形為用于支撐相鄰的彎曲區(qū)段的疊置端，并且在相反端，每個彎曲區(qū)段均被成形為用于接合用于支撐的彎曲區(qū)段，從而形成槽的彎曲區(qū)段彼此支撐，如同搭疊的瓦片。這種實施例被示出在圖中，特別是在圖3和圖4中。
[0090]在所示的特定實施例中，第一排彎曲區(qū)段Ila中的每個均具有彎曲區(qū)段11的第一端部14，第一端部14與第一凸輪軸12a協(xié)作，以便大體上沿基本徑向方向移位所述端部。第一排Ila的區(qū)段的每個第二端部15被相鄰的第二排Ilb的區(qū)段的第一端部16支撐。第二凸輪軸12b與第二排Ilb的區(qū)段的所述第一端部15協(xié)作，以便沿徑向方向移位該端部。因此，通過致動單個凸輪軸，兩排相鄰的排的區(qū)段的端部被移動。因此，彎曲區(qū)段可被有效地移動。
[0091 ] 在所示的實施例中，用于每個凸輪軸的諸如液壓或電動馬達的凸輪軸致動器被提供在芯體上。凸輪軸因此可獨立旋轉(zhuǎn)。可替代地，一個凸輪軸致動器被提供用于旋轉(zhuǎn)兩個或更多的凸輪軸。在進一步的實施例中，所述凸輪軸致動器能彼此獨立地操作。
[0092]在一實施例中，致動機構(gòu)被提供有適于在卷筒承載繩索時操作致動器的控制系統(tǒng)。因此，當繩索中的張力變化時，例如當負載被附接到繩索的一端時，卷筒可被調(diào)節(jié)。在進一步的實施例中，致動機構(gòu)被提供有適于在卷筒承載繩索時以及承載繩索的卷筒被旋轉(zhuǎn)時操作致動器的控制系統(tǒng)。因此，卷筒可在例如負載被提升或降下時被調(diào)節(jié)。在又一實施例中，致動機構(gòu)被提供有適于在卷筒承載繩索并且被旋轉(zhuǎn)時操作致動器的控制系統(tǒng)，從而彎曲區(qū)段僅在該彎曲區(qū)段的槽部分僅部分地承載繩索時沿大體上徑向的方向移動，在一實施例中，僅在該彎曲區(qū)段的槽部分不承載繩索時被移動。
[0093]例如，在圖3中示出的卷筒的截面形式的側(cè)視圖中，兩個彎曲區(qū)段IlaUld部分承載繩索，并且均面向另一卷筒的兩個彎曲區(qū)段IlbUlc不承載繩索。當降下負載時，卷筒4沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。因此，彎曲區(qū)段在卷筒的頂側(cè)處脫離繩索，并且在卷筒的底側(cè)處接合繩索。當調(diào)節(jié)彎曲區(qū)段的位置時，它們優(yōu)選在不承載繩索時被移動，在此情況下是彎曲區(qū)段Ilb和11c。然而，對區(qū)段Ild而言，已經(jīng)使彎曲區(qū)段的脫離繩索的端部移動也是可能的，同時彎曲區(qū)段的相反端仍然承載繩索。通過在不承載繩索時移動彎曲區(qū)段，或者彎曲區(qū)段的一部分，用于旋轉(zhuǎn)支撐該彎曲區(qū)段或者該彎曲區(qū)段的一部分的凸輪軸的驅(qū)動器不需要過多的功率，并且因此可被保持為相對小的尺寸且輕的重量。
[0094]在進一步的實施例中，為了調(diào)節(jié)槽的周長，第一彎曲區(qū)段僅在一端被移動，以便形成限定前一周長的彎曲區(qū)段與限定了新周長的彎曲區(qū)段之間的過渡。當?shù)谝粡澢鷧^(qū)段的槽的周長被調(diào)節(jié)時，例如增加時，上游端，即首先接合繩索的端部不沿徑向方向移動，并且下游端，即最后接合繩索的端部被移動到新的徑向位置。后一彎曲區(qū)段的兩端均被移動到新的徑向位置。因此，第一彎曲區(qū)段形成原周長和新周長之間的過渡，并將繩索引導(dǎo)到兩端均被移動到新徑向位置的第二彎曲區(qū)段上。通過這樣調(diào)節(jié)槽的周長以及這樣引導(dǎo)繩索，由于槽的直徑的突然變化導(dǎo)致的繩索中的峰值張力被防止。[0095]在一實施例中，致動機構(gòu)被提供有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括用于檢測繩索速度和/或由卷筒承載的繩索中的張力的一個或更多傳感器。該控制系統(tǒng)進一步適于操作致動器，從而根據(jù)繩索中的實際張力以及因此導(dǎo)致的繩索的伸展定位這些區(qū)段，以便形成具有這樣的周向距離的槽，該周向距離使得承載繩索的彎曲區(qū)段的表面與繩索具有大體上相同的速度。這種控制系統(tǒng)允許在提升和/或降下負載時，特別是當所支撐的負載在提升或降下操作期間變化時，例如當在極深處提升和/或降下負載時自動調(diào)節(jié)彎曲區(qū)段的位置。
[0096]注意到，在所示的實施例中，彎曲區(qū)段被定位為使得槽的半徑類似。在使用中，相鄰的彎曲部的半徑將不同，具有最小半徑的槽具位于卷筒的低張力端處，并且具有最大半徑的槽位于卷筒的高張力端處。因此，槽的彎曲區(qū)段可在用于支撐低張力下的繩索的內(nèi)部位置與用于支撐高張力下的繩索的外部位置之間移動。對形成一槽的彎曲區(qū)段而言，最內(nèi)部位置和最外部位置類似，但在形成相鄰槽的彎曲區(qū)段之間可能是不同的。
[0097]注意到，由于例如所用的材料、繩索的編織方法和繩索的直徑而導(dǎo)致不同類型的繩索的彈性行為是不同的。一些繩索在它們的整個操作時期(operational window)內(nèi)具有線性彈性行為，其它一些具有非線性彈性行為，而另一些在它們的一部分操作時期內(nèi)具有線性彈性行為，例如當支撐輕的負載時，在它們的另一部分操作時期內(nèi)具有非線性彈性行為，例如當支撐重的負載時。在一實施例中，致動器被配置為使得彎曲區(qū)段的移動與典型類型的繩索的彈性行為關(guān)聯(lián)。
[0098]在一實施例中，致動機構(gòu)適于從一個槽到下一個槽以預(yù)定和固定的比率移動卷筒的彎曲區(qū)段，以便針對繩索的彈性行為調(diào)節(jié)每個槽的周向距離。因此，在卷筒的高張力端處的彎曲區(qū)段被移動的速度高于在卷筒的低張力端處的彎曲區(qū)段的速度。因此，所有的區(qū)段在相同的時間量被移動到它們下一個位置。這可例如通過提供具有偏心和圓形形狀的凸輪的凸輪軸而實現(xiàn)。
[0099]此外，注意到，在繩索的整個操作時期內(nèi)，繩索的伸展行為可能不與繩索中的張力成正比。因此，當繩索中的總張力增加時，不同槽的半徑之間的比率可變化。在進一步優(yōu)選的實施例中，致動機構(gòu)適于從一個槽到下一個槽以預(yù)定和變化的比率移動卷筒的彎曲區(qū)段，以便針對繩索的預(yù)定的非線性彈性行為調(diào)節(jié)每個槽的周向距離。因此，彎曲區(qū)段被從內(nèi)部位置朝向外部位置移動或者從外部位置朝向內(nèi)部位置移動的速度可針對繩索的張力而不同。這可例如通過提供具有橢圓形凸輪的凸輪軸而實現(xiàn)。
[0100]通過使用根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤，雙卷筒牽引絞盤上的繩索滑動可被減少或甚至被消除。
[0101]在使用中，牽引絞盤優(yōu)選與保持有待被雙卷筒牽引絞盤承載的繩索的儲存卷筒組合。在一實施例中，彎曲區(qū)段的徑向位置被調(diào)節(jié)，因此由該彎曲區(qū)段限定的槽的周長被調(diào)節(jié)，以便匹配繩索的規(guī)格和/或由繩索支撐的負載。
[0102]繩索隨后被從儲存卷筒引導(dǎo)到牽引絞盤，并且被纏繞在兩個牽引卷筒上，從而繩索被槽承載。繩索隨后例如經(jīng)由起重機和/或滑輪系統(tǒng)從牽引絞盤被引導(dǎo)到負載，并且被連接到負載。繩索隨后可被用于使用牽引絞盤提升和/或降下負載。
[0103]利用根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤，可通過沿大體上徑向方向移動形成槽的彎曲區(qū)段來調(diào)整槽的周長。因此，槽的周長適于匹配特定的繩索和由該繩索支撐的負載。繩與卷筒之間的滑動因此被防止。繩索的該滑動產(chǎn)生熱并且導(dǎo)致大量的磨損，特別是對于合成繩索，即輕質(zhì)繩索。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤，能夠在深水中使用輕質(zhì)繩，例如用于降下設(shè)備和將設(shè)備放置在海底。通過使得使用輕質(zhì)繩索成為可能，根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤能夠增加待被該繩索承載的負載和/或?qū)⒁_到的水深，因為負載中由繩索的重量形成的部分被減小。根據(jù)本發(fā)明的牽弓I絞盤可以可替代地被應(yīng)用于停泊目的。
[0104]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在卷筒承載繩索時，通過調(diào)節(jié)多個彎曲區(qū)段的徑向位置來調(diào)節(jié)多個槽的周長。因此，槽，更特別地，槽的半徑和周長在繩索支撐負載時被調(diào)整。在一實施例中，一排槽的半徑利用該排槽公用的致動器而被同時調(diào)節(jié)。
[0105]根據(jù)本發(fā)明的另一方法包括以下步驟:在卷筒被旋轉(zhuǎn)時通過調(diào)節(jié)多個彎曲區(qū)段的徑向位置而動態(tài)調(diào)節(jié)槽的周長，在一實施例中為動態(tài)調(diào)節(jié)槽的周長。在一實施例中，彎曲區(qū)段僅在該彎曲區(qū)段的槽部分地承載繩索時沿大體上徑向方向被移動，在一實施例中，在該彎曲區(qū)段的槽不承載繩索時被移動。在該實施例中，限定槽的彎曲區(qū)段的位置以連續(xù)的方式沿著槽的周向距離被調(diào)節(jié)。因此，彎曲區(qū)段在不支撐繩索或者至少不完全支撐繩索時被移動，這有利于調(diào)節(jié)彎曲區(qū)段的位置。為了調(diào)節(jié)槽的半徑，并且因此調(diào)節(jié)形成槽的所有彎曲區(qū)段的位置，卷筒必須旋轉(zhuǎn)滿360度。
[0106]利用根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤，由繩索支撐的負載的重量導(dǎo)致的該繩索的長度的增加或減小通過增加或減小支撐繩索的槽的直徑并且因此延長或減小卷筒的槽的周長(即延長或減小繩索繞卷筒行進的距離)而被平衡。因此，繩索沿卷筒被最佳地支撐，并且繩索的滑動與本領(lǐng)域已知的雙卷筒牽弓I絞盤相比至少被減少。
[0107]此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，槽的周長可在降下或提升負載的同時被調(diào)節(jié)。本發(fā)明還提供對槽的周長的動態(tài)調(diào)節(jié)。因此，槽的周長可在槽支撐繩索的同時被調(diào)節(jié)，并因此在提升和降下負載期間繩索中的張力變化時被調(diào)節(jié)。
[0108]例如，當在海上操作中將物體降到極大的深度時，由繩索支撐的負載持續(xù)增加。在降下物體時，支撐繩索的長度，即負載和表面之間的距離增加，因此被支撐的繩索的重量增力口。因此，纏繞在牽引絞盤的卷筒上的繩索部分中的張力增加。
[0109]利用根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤，槽的周長可在降下負載期間被調(diào)整。因此，牽引絞盤為繩索提供最佳的支撐，并且例如在降下和/或提升物體的整個軌跡期間防止滑動。
[0110]根據(jù)本發(fā)明的雙卷筒牽引絞盤可被用在海上操作中，例如用于棄置與回收應(yīng)用、海洋學(xué)、在極深處捕撈，或者用于拖船的拖曳。
[0111]根據(jù)本發(fā)明的牽引絞盤是有利的，因為它能夠以非常周到的方式處理任何類型的繩，例如輕質(zhì)繩、纖維繩和繩索，而不導(dǎo)致?lián)p壞。當需要大端部例如用在深水中時，纖維繩的使用是特別有利的，因為其性能與鋼絲一樣強，但僅有幾分之一的重量。這意味著輕質(zhì)纖維繩可在深水中處理大體上更好的有效負載，并且，由于其低重量，與鋼絲相比，可使用的絞盤和處理設(shè)備具有小得多的功率需求和尺寸。結(jié)果是，海上設(shè)備上的牽引絞盤的能量和空間的消耗減小。
[0112]在圖6中以截面形式示出相鄰的槽的彎曲區(qū)段。該圖是高度示意性的，并且為了解釋的目的，彎曲區(qū)段的相對移動被夸大。支撐在槽中的繩索未示出在圖中。
[0113]圖6a示出處于初始位置的彎曲區(qū)段，在該初始位置，所有的槽具有相同的半徑和周長。彎曲區(qū)段的該位置還示出在圖1中。
[0114]圖6b示出這樣的情況:其中朝向卷筒的高張力端(即圖的右側(cè))將彎曲區(qū)段移動到外部位置(即圖中向上)。注意到，通過朝向卷筒的低張力端(即圖中左偵D將彎曲區(qū)段移動朝向內(nèi)部位置(即圖中向下)可實現(xiàn)相同的效果。
[0115]圖6c示出這樣的情況:其中彎曲區(qū)段被移動到外部位置，類似于圖6b描繪的情況，但繩索中具有更大的張力并且因此該繩索具有更多的伸長量。因此，在所示的特定情況下，與圖6b中描繪的情況中的彎曲區(qū)段相比，朝向卷筒的高張力端將彎曲區(qū)段向外移動得更遠，以便支撐繩索。
[0116]圖6d示出在卷筒的高張力端和低張力端已轉(zhuǎn)換的情況下的彎曲區(qū)段。當牽引絞盤和儲存卷筒之間的繩索中的張力高于牽弓I絞盤和負載之間的繩索中的張力時，例如當相對輕的負載或根本沒有負載被繩索支撐時，可發(fā)生這種轉(zhuǎn)換。在所描繪的情況下，繩索中的張力足夠高以引起繩索的伸長，并且朝向卷筒的低張力端(即圖中右側(cè))將彎曲區(qū)段向內(nèi)移動，以提供具有這樣的槽的卷筒，朝向卷筒的高張力端，槽的周長越大。
【權(quán)利要求】
1.一種雙卷筒牽引絞盤，包括框架，所述框架支撐第一可旋轉(zhuǎn)卷筒和第二可旋轉(zhuǎn)卷筒以使繩索能夠被纏繞在所述兩個卷筒上，進一步包括用于使兩個卷筒圍繞它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的一個或更多驅(qū)動器，其中每個卷筒的外表面被提供有垂直于所述卷筒的所述旋轉(zhuǎn)軸線的用于承載被纏繞在兩個卷筒上的所述繩索的平行的周向槽，并且其中在使用中，由所述槽承載的所述繩索中的張力隨著所述繩索從卷筒的低張力端朝向卷筒的高張力端穿過每個槽而增加，在所述卷筒的所述低張力端，所承載的繩索中的張力低，在所述卷筒的所述高張力端，所承載的繩索中的張力高，其特征在于，可旋轉(zhuǎn)卷筒為具有可調(diào)節(jié)槽的兩個卷筒，每個卷筒均包括: 芯體，安裝在所述框架中用于通過所述一個或更多驅(qū)動器而圍繞所述卷筒的所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)； 多個彎曲區(qū)段，例如三個或更多彎曲區(qū)段，每個區(qū)段限定周向槽的一部分，從而多個周向槽中的每個均由若干彎曲區(qū)段構(gòu)成，所述彎曲區(qū)段中的每個均被能移動地支撐在所述芯體上，以便沿大體上徑向方向相對于所述卷筒的所述旋轉(zhuǎn)軸線移動， 用于所述彎曲區(qū)段的致動機構(gòu)，包括致動器，該致動器引起所述彎曲區(qū)段的基本徑向移位，并且: a)允許將彎曲區(qū)段移動到外部位置，以增加所述槽的周長，和 b)允許將彎曲區(qū)段移動到內(nèi)部位置，以減小所述槽的周長，并且其中 所述致動機構(gòu)允許所述彎曲區(qū)段被定位為使得在所述卷筒的所述低張力端處的槽的周長小于在所述卷筒的所述高張力端處的槽的周長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙卷筒牽引絞盤，其中周向槽由至少四個彎曲區(qū)段構(gòu)成，例如由八個或更多彎曲區(qū)段構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙卷筒牽引絞盤，其中所述彎曲區(qū)段中的每個均在一端被成形為用于支撐相鄰的彎曲區(qū)段的疊置端，并且在相反端被成形為用于接合用于支撐的彎曲區(qū)段，從而形成槽的所述彎曲區(qū)段如同搭疊構(gòu)件那樣彼此支撐。
4.根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤，其中所述致動機構(gòu)被提供有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)適于在所述卷筒承載繩索時操作所述致動器，并且特別地在承載繩索的所述卷筒被旋轉(zhuǎn)時操作所述致動器，以使彎曲區(qū)段僅在該彎曲區(qū)段的槽部分僅部分地承載繩索時沿所述大體上徑向方向被移動，特別地僅在該彎曲區(qū)段的所述槽部分不承載繩索時被移動。
5.根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤，其中所述彎曲區(qū)段沿著所述卷筒的縱向軸線成排地平行布置，并且其中所述致動機構(gòu)包括由這樣一排彎曲區(qū)段公用的用于同時移動所述彎曲區(qū)段的致動器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙卷筒牽引絞盤，其中每個公用致動器包括由所述芯體支撐并沿平行于所述卷筒的所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸的凸輪軸，每個凸輪軸與一排彎曲區(qū)段相互作用，以便通過旋轉(zhuǎn)所述凸輪軸而沿所述徑向方向同時移動所述多個彎曲區(qū)段。
7.根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤，其中所述致動機構(gòu)適于從一個槽到下一個槽以預(yù)定和固定的比率移動卷筒的所述彎曲區(qū)段，以便針對所述繩索的預(yù)定非線性彈性行為調(diào)節(jié)每個槽的周向距離。
8.根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤，其中所述致動機構(gòu)被提供有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括用于檢測繩索速度和/或由所述卷筒承載的所述繩索中的張力的一個或更多傳感器，該控制系統(tǒng)適于操作所述致動器，以使所述區(qū)段依賴于所述繩索的實際張力并由此依賴于所述繩索的伸展而被定位，以便形成具有這樣的周向距離的槽，該周向距離使得所述彎曲區(qū)段的承載所述繩索的表面具有與所述繩索大體上相同的速度。
9.根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤，其中可調(diào)節(jié)卷筒的直徑為至少2米，例如2.5米或3米，并且所述彎曲區(qū)段的位置能夠沿所述徑向方向至少在多達IOmm的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)，例如在多達15mm的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)，諸如在多達20mm的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤，其中所述芯體在以固定角度隔開的位置處支撐平行于所述卷筒的所述旋轉(zhuǎn)軸線延伸并與所述卷筒的所述旋轉(zhuǎn)軸線相距相等徑向距離的凸輪軸， 其中第一排彎曲區(qū)段中的每個均具有與第一凸輪軸協(xié)作的彎曲區(qū)段的第一端部，以便大體上沿徑向方向移位所述端部，并且其中所述第一排的區(qū)段的每個第二端部均被相鄰的第二排的區(qū)段的第一端部支撐，并且第二凸輪軸與所述第二排的所述區(qū)段的所述第一端部協(xié)作，以便沿所述徑向方向移位所述端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的雙卷筒牽引絞盤，其中用于每個凸輪軸的凸輪軸致動器被提供在所述芯體上，例如液壓馬達或電動馬達，并且其中在一實施例中，所述凸輪軸致動器能彼此獨立地操作。
12.一種根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤在海上操作中的用途，例如用于棄置與回收應(yīng)用、海洋學(xué)、在極深處捕撈，或者用于通過拖船拖曳。
13.一種被提供有根據(jù)一個或更多前述權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤的船。
14.一種用于減少繩索在雙卷筒牽引絞盤上的滑動的方法，所述方法包括以下步驟:` 提供根據(jù)權(quán)利要求1-11中的一個或更多權(quán)利要求所述的雙卷筒牽引絞盤； 提供帶有待由所述雙卷筒牽引絞盤承載的繩索的儲存卷筒； 調(diào)節(jié)所述彎曲區(qū)段的徑向位置，并由此調(diào)節(jié)由該彎曲區(qū)段限定的槽的周長； 將所述繩索從所述儲存卷筒引導(dǎo)到所述牽引絞盤，將所述繩索纏繞在所述兩個牽引卷筒上，以使所述繩索由所述槽承載； 將所述繩索從所述牽引絞盤引導(dǎo)到負載，并將所述繩索連接到所述負載； 使用所述牽引絞盤和所述繩索提升或降下第一負載。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括以下步驟:在所述卷筒承載所述繩索時，通過調(diào)節(jié)多個彎曲區(qū)段的所述徑向位置來調(diào)節(jié)多個槽的周長，在一實施例中為同時調(diào)節(jié)多個槽的周長。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括以下步驟:在所述卷筒被旋轉(zhuǎn)時，通過調(diào)節(jié)多個彎曲區(qū)段的所述徑向位置來動態(tài)調(diào)節(jié)所述槽的周長，在一實施例中為同時動態(tài)調(diào)節(jié)所述槽的周長，并且其中彎曲區(qū)段僅在該彎曲區(qū)段的所述槽僅部分地承載繩索時沿所述大體上徑向方向被移動，在一實施例中僅在該彎曲區(qū)段的所述槽不承載繩索時被移動， 并且其中限定槽的所述彎曲區(qū)段的位置以連續(xù)的方式沿著所述槽的所述周向距離被調(diào)節(jié)。
【文檔編號】B66D1/74GK103562121SQ201280026179
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】約普·勒登堡, 彼得·德克·梅利斯·萬迪文迪克 申請人:伊特里克有限責(zé)任公司