(12) SØKNAD (19) NO (21) 20100258 (13) A1 NORGE (51) Int Cl. B63B 21/18 (2006.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 20100258 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 2010.02.19 (85) Videreføringsdag (24) Løpedag 2010.02.19 (30) Prioritet (41) Alm.tilgj 2011.08.22 (73) Innehaver Aker Pusnes AS, Serviceboks 732, 4808 ARENDAL, Norge (72) Oppfinner Jon Høvik, Bratteklev, 4818 FÆRVIK, Norge Henrik Moberg, Røed Bratteklev Nygårdsveien 13, 4823 NEDENES, Norge Knut Hilmar Ødegård, Nygårdsveien 13, 4844 ARENDAL, Norge (74) Fullmektig Onsagers AS, Postboks 6963 St Olavs Plass, 0130 OSLO, Norge (54) Benevnelse Anordning ved kjettingstopper (57) Sammendrag En kjettingstopper for en ankerkjetting som drives med et ankerspill. Kjettingstopperen innbefatter styremidler (14a, b, 15) for kjettingleddene (5, 9). Et kjettingstoppelement (2) kan virke mellom en første stilling uten kontakt med kjettingleddene, en andre stilling i en ikke-sperrende kontakt med kjettingleddene, og en tredje stilling i sperrende kontakt med kjettingleddene. Kjettingstoppelementet (2) innbefatter minst ett første anleggsmiddel (23a, b) for anlegg mot et første kjettingledd (9), og minst ett andre anleggsmiddel (19a, b) for anlegg mot et korresponderende statisk tredje anleggsmiddel (10a, b) i kjettingstopperen.
1 Oppfinnelsen vedrører innretninger for kontroll av bevegelsen til en kjetting. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen en innretning for stopping og låsing av bevegelsen til en ankerkjetting, som angitt i innledningen til krav 1. 5 10 15 20 25 30 35 Innenfor skipsfarten er det en tendens til å fortøye skip lengre ut i sjøen (vekk fra havnen og beskyttet farvann) enn tidligere. Dette kan skyldes økonomiske og/eller driftsmessige preferanser foretatt av rederen eller kapteinen, så vel som følge av at havner rundt omkring i verden blir stadig mer trafikkert. Slik fortøyning i sjøen, i farvann hvor skipet utsettes for store bølgekrefter, kan utsette skipets ankersystemer for dynamiske belastninger som de ikke er beregnet for. Et typisk ankervinsjsystem er beregnet for hiving av ankeret og ankerkjettingen fra vanndyp på rundt 80-100 meter (7-10 % av kjettingens bruddlast) med en hastighet på 9 meter pr. minutt. Et særlig problem som oppstår i åpne farvann er at kraftige dønninger vil kunne forekomme under hivingen av ankeret, hvilket vil kunne gi større belastninger enn det som ankervinsjen og hjelpeutstyret er beregnet for. Disse belastningene kan forsterkes som følge av motstand i havbunnen mot ankervingene. Da vil ankervinsjen bli utsatt for belastninger som er større enn kapasiteten, den hydrauliske vinsjmotoren vil svikte, og ankerkjettingen vil begynne å løpe ut i sjøen på en ukontrollert måte. En konsekvens vil også kunne være ødeleggende skader på det hydrauliske systemet. Denne situasjonen vil kunne sette skipet i fare, og medføre farer for besetningen. Kjettingstoppere brukes om bord på skip for låsing av ankerkjettingen når ankeret er blitt låret, og tjener til avlastning av ankerspillet når skipet ligger for anker. Kjettingstoppere som i dag er i vanlig bruk, innbefatter en åpen gliderenne for understøttelse av kjettingens horisontalledd som ligger parallelt med gliderennen, og med et styrespor for kjettingens vertikale ledd. Kjent teknikk innbefatter GB 1 592 884, som vedrører kjettingstoppere for låsing av en ankerkjetting ved fortøyning eller oppankring av et fartøy, eksempelvis kjettingstoppere for avlastning av ankerspillet når fartøyet ligger for anker eller er fortøyd til en fortøyningsbøye. Kjettingstopperen innbefatter låselegemer som kan beveges til og fra låsesamvirke med et horisontalt kjettingledd. Kjent teknikk innbefatter også EP 0 379 848 B1, hvor det beskrives en kjettingstopper for stramming av en ankerkjetting, for på den måten å holde den i tett kontakt mot et anslag når ankeret er i sin stuingsstilling. Kjettingstopperen innbefatter en gliderenne med et styrespor, hvor ankerkjettingen styres når ankeret låres og hives, og en bærestruktur er fast tilknyttet kjettingstopperens ramme, og strekker seg i en retning opp fra denne, slik at derved bærestrukturen svingbart vil understøtte et utkjørbart og tilbaketrekkbart kjettingstrammemiddel som er svingbart mellom en innoperativ stilling over styresporet, og en operativ stilling hvor kjettingstrammemidlet har kraftvirkende kontakt med et kjettingledd i P22254NO00
2 ankerkjettingen i styresporet, for å påvirke ankerkjettingen i hovedsak i hivingsretningen i det nevnte styresporet. 5 10 15 20 25 30 35 I andre kjente kjettingstoppere oppnås låsevirkningen eksempelvis ved hjelp av en kraftig stang som kan senkes på tvers av ankerkjettingen for låsing av et vertikalt kjettingledd mot et anslag. Teknikkens stand innbefatter således også JP 10059272, hvor det beskrives en ankerkjettingkontrollinnretning med en ramme med et styreelement innbefattende en styrerulle for styring av bevegelsen til en ankerkjetting, og et styrespor. På begge sider av rammen er det anordnet en aksel i samme retning som ankerkjettingens bevegelsesretning. En stopper er anordnet for glidebevegelse på akselen, og rotering i en retning på tvers av ankerkjettingens bevegelsesretning. Søkeren har utviklet og realisert foreliggende oppfinnelse for å overvinne disse ulempene, og for å kunne oppnå ytterligere fordeler. Oppfinnelsen er angitt og kjennetegnet i det selvstendige kravet, mens de uselvstendige kravene beskriver andre inventive kjennetegn. Oppfinnelsen innbefatter således en kjettingstopper for en ankerkjetting som drivpåvirkes av et ankerspill, og innbefatter styremidler for kjettingleddene, kjennetegnet ved et kjettingstoppelement som kan opereres mellom en første stilling ute av kontakt med kjettingleddene, en andre stilling i en ikke-stoppende kontakt med kjettingleddene, og en tredje stilling i stoppkontakt med kjettingleddene, idet kjettingstoppelementet videre innbefatter minst et første anslagsmiddel for anslag mot et første kjettingledd, og minst et andre anslagsmiddel for anslag mot et korresponderende statisk tredje anslagsmiddel i kjettingstopperen. I én utførelse innbefatter styremidlet et styrespor for glidesamvirke med et første kjettingledd og første styreflater for glidesamvirke med et andre kjettingledd, idet det tredje anslagsmidlet innbefatter en skrå anslagsflate i minst én utspart del av styreflatene. Fordelaktig innbefatter stoppelementet en bæreflate for glidesamvirke med et første kjettingledd når kjettingen beveger seg gjennom innretningen. I én utførelse innbefatter bæreflaten et sliteelement. I én utførelse er kjettingstoppelementet svingbart om en svingeakse mellom den første, andre og tredje stillingen, og innbefatter videre en vekt som via en arm kan svinge om den nevnte svingeaksen, slik at derved belastningen på elementet selektivt kan økes og reduseres. Innretningen innbefatter fordelaktig dreneringsåpninger i fluidforbindelse med et nedre område av det tredje anslagsmidlet. Kjettingstopperen ifølge oppfinnelsen kan automatisk og i løpet av meget kort tid stoppe og låse en ankerkjetting som begynner å gli ut fra ankerspillet (eksempelvis under hiving av ankeret), for på den måten å kunne hindre at store P22254NO00
3 dynamiske belastninger overføres til ankerspillet (eksempelvis ankervinsjmotoren og hjelpeutstyr), og for å hindre at ankerkjettingen løper ukontrollerbart ut i vannet. 5 10 15 20 25 30 35 Kjettingstopperen ifølge oppfinnelsen kan også brukes som en konvensjonell kjettingstopper når ankerkjettingen befinner seg i en statisk tilstand, dvs. at ankeret enten er brakt i en stuingsstilling mot skipsskroget, når ankeret er installert på havbunnen, eller når skipet er fortøyd til en bøye eller lignende. Kjettingstopperen ifølge oppfinnelsen kan anbringes på eksisterende skip, slik at man derved kan unngå kostbare oppgraderinger av ankerspillutstyr så som ankervinsj og hydraulisk motor. Disse og andre egenskaper ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av en foretrukket utførelse, her bare gitt som et ikke-begrensende eksempel, og under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av en utførelse av kjettingstopperen ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 er et perspektivriss som i fig. 1, idet deler av innretningen er vist gjennomsiktige (stiplet og punktert) for derved å belyse visse komponenter i innretningen, Fig. 3 er et perspektivisk nærbilde av en del av kjettingstopperen, hvor noen elementer er utelatt, Fig. 4 er et perspektivriss av en første utførelse av en pal for kjettingstopperen, Fig. 5 er et annet perspektivriss av kjettingstopperen, idet noen elementer er utelatt, Fig. 6 er et sideriss av en del av kjettingstopperen, idet deler av innretningen er vist gjennomsiktige (stiplede og punkterte linjer), for derved å vise visse komponenter av kjettingstopperen, Fig. 7 er et riss tilsvarende fig. 6, og viser en kjørestilling for motvekten, Fig. 8-12 er perspektivriss som viser ulike trinn under bruken av kjettingstopperen, og viser også en andre utførelse av palen, Fig. 13 er et perspektivriss som viser palen i en kjetting låsestilling, Fig. 14 er et forstørret sideutsnitt og viser palen i en kjedelåsestilling, Fig. 15 og 16 er skjematiske sideriss som viser virkningen til anslagsflatenes vinkel, Fig. 17 er et perspektivriss av kjettingstopperen i en ikke-aktiv modus, dvs. med palen løftet vekk fra ankerkjettingen, og Fig. 18 er et skjematisk sideriss av en utførelse av palen, med fingre som har en vinklet ytre del. Med henvisning til figurene, og til å begynne med i fig. 1 og 2, innbefatter kjettingstopperen ifølge oppfinnelsen en ramme som i den viste utførelsen består av to oppreiste plateelementer 4a, 4b hvis nedre ender er festet til skipets dekk (ikke P22254NO00
4 5 10 15 20 25 30 35 40 vist) på vanlig måte. Innretningen kan erstatte en konvensjonell kjettingstopper, og kan således sveises til dekket mellom ankerspillet og klysset. Ankerkjettingen 16 (bare en del av denne er vist) går gjennom kjettingstopperen, i en retning innover mot ankerspillet (ikke vist), indikert med pilen I, og går i en retning utover mot et kryss (ikke vist) og mot sjøen, som indikert med pilen O. Når således ankerkjettingen gis ut fra skipet, vil den bevege seg i O -retningen, mens kjettingen beveger seg i I -retningen når den trekkes inn, eksempelvis i forbindelse med hiving av ankeret. Disse operasjonene er velkjent, og blir derfor ikke forklart nærmere. Ankerkjettingen 16 innbefatter et antall individuelle kjettingledd som på vanlig måte er anordnet omtrent perpendikulært på hverandre, og vekselvis. Henvisningstallet 5 indikerer således et oppreist eller så godt som vertikalt kjettingledd, mens henvisningstallet 9 viser et liggende eller så godt som horisontalt kjettingledd. I denne beskrivelsen skal kjettingleddene betegnes henholdsvis som et vertikalt kjettingledd 5, og et horisontalt kjettingledd 9, selv om orienteringene ikke nødvendigvis er absolutt vertikale eller horisontale. Kjettingstopperen innbefatter også en styrerull 12 for endring av kjettingens retning på en bestemt måte. Slike styreruller, som er kjent, har i den viste utførelsen et spor for det vertikale kjettingleddet 5, og en perpendikulært orientert bæreflate for det horisontale kjedeleddet 9 (se eksempelvis fig. 5). Styrerullen kan også ha en annen kjent utførelse, og kan eksempelvis ha flere lommer for kjettingleddene. Kjettingstopperen innbefatter videre en statisk kjettingstyredel; mer særskilt styreflater 14a, 14b for de horisontale kjettingleddene 9, og et styrespor 15 for det vertikale kjettingleddet 5 (se eksempelvis fig. 3 og 5). En pal 2 er dreibart opplagret ved hjelp av en dreiedel 2b i tilpassede bæringer 2a i plateelementene 4a, b. Palen 2 kan således dreie seg fra en innaktiv stilling hvor den er løftet opp og vekk fra kjettingen (se fig. 17), og til en aktiv stilling hvor den hviler mot kjettingen, eksempelvis som vist i fig. 2, 7 og 8. Palen 2 er videre utstyrt med en dreibar arm 3 som på sin frie ende bærer en motvekt 7. Denne vektarmen 3 kan dreies for å innstille palens anleggslast mot ankerkjettingen. Fig. 2 og 7 viser eksempler på to endestillinger, tilnærmet 180 o fra hverandre. Fig. 7 viser stillingen hvor palen utøver en maksimal belastning på kjettingen (med motvekten), mens fig. 2 viser den andre ytterlighet, hvor belastningen på kjettingen er mindre. Når armen 3 befinner seg i den stillingen som er vist i fig. 2, tjener den også som et håndtak hvormed en operatør kan løfte palen til dens innaktive stilling. Som vist i fig. 4 har palen 2 to fingre 17a, b som mellom seg definerer en åpning 21 for opptak av de vertikale kjettingleddene 5 (se eksempelvis fig. 7). Hver finger 17a, b har kjettinganleggsflater 23a, b for anlegg mot et horisontalt kjettingledd 9 når palen befinner seg i en kjettingstoppende stilling (se eksempelvis fig. 6). Videre foreligger det glideflater 20a, b for glidesamvirke med den øvre siden til de P22254NO00
5 horisontale kjettingleddene 9, når kjettingen trekkes inn med ankerspillet. Det foreligger også anslagsflater 19a, b, hvis funksjoner vil bli beskrevet nærmere nedenfor. 5 10 15 20 25 30 35 I en alternativ utførelse er glideflatene 20a, b utformet med individuelle sliteelementer 22a, b, slik det blant annet er vist i fig. 9. Sliteelementene 22a, b, som kan være av et syntetisk materiale så som nylon, tjener til å redusere friksjonen mellom metallpalen og kjettingleddet. Dette vil redusere slitasjen og opprivingen av disse komponentene, og vil også redusere støyen. Både glideflatene 20a, b som sådan, og også sliteelementene 22a, b, reduserer faren for at palfingrene skal skade de horisontale kjettingleddene når ankerkjettingen begynner å gli ut (i O - retningen) når palen hviler i den aktive stillingen (dvs. hviler på kjettingen). Som vist i fig. 3 og 5, som viser den statiske kjettingstyredelen, er hver styreflate 14a, 14b utformet med en utspart anleggsflate 10a, b. Disse anleggsflatene 10a, b svarer til palens anleggsflater 19a, b, og er utformet for å kunne sperre palen. Fig. 3 og 5 viser også dreneringsåpninger 6a, b i de utsparte anleggsflatenes 10a, b nedre områder (se også fig. 14). Slam og sand som kan ha heftet seg til kjettingen, blir således på hensiktsmessig måte drenert ut fra kjettingstopperen gjennom disse åpningene. Dreneringen forsterkes ved at palanleggsflatene 19a, b presses mot de utsparte anleggsflatene under påvirkning av kjettingen, slik det vil bli beskrevet senere. Virkemåten til den nye kjettingstopperen kan hensiktsmessig grupperes som følger: a) en inaktiv modus (eksempelvis når ankerkjettingen gis ut), hvor palen 2 er løftet vekk fra kjettingen (se fig. 17), b) en aktiv, stand-by-modus når ankerkjettingen trekkes inn mot ankerspillet og palen glir på toppen av de horisontale kjettingleddene 9, c) en aktiv stoppmodus når ankerkjettingen har begynt å gli ut fra ankerspillet, og palen samvirker med et horisontalt kjettingledd 9, og d) en aktiv kjettingstopperlåsemodus når ankerkjettingen befinner seg i en statisk tilstand, dvs. at ankeret enten er i en stuingsstilling mot skipets skrog, ankeret er installert på havbunnen, eller skipet er forankret til en bøye eller lignende. Den etterfølgende beskrivelse gjelder primært de aktive stand-by- og stoppmodusene, under særlig henvisning til fig. 8-13. Fig. 8 viser en variant av palen uten sliteelementer, mens fig. 9-12 viser varianten med sliteelementene 22a, b. Den etterfølgende beskrivelse av virkemåten er imidlertid gyldig for begge variantene. Fig. 8 viser en tilstand hvor stangen 3 er svingt vekk fra palen, som beskrevet foran, mens fig. 9-12 viser at stangen 3 og motvekten 7 er dreiet mot palen og således utøver en større belastning på palen. En fagperson vil forstå at den stangstillingen som er vist i fig. 9-12 er å foretrekke, da P22254NO00
6 den gir en raskere sperrevirkning, men den etterfølgende beskrivelse gjelder i prinsippet begge stangstillinger. 5 10 15 20 25 30 35 Fig. 8 og 9 viser en tilstand hvor ankerkjettingen er trukket inn mot ankerspillet ( I -retningen) og fingrene på palen 2 glir på toppen av de horisontale kjettingleddene 9, slik det er beskrevet foran. I denne tilstanden befinner kjettingstopperen seg i sin stand-by-modus, og følger kjettingens bevegelse. Fig. 10 viser en situasjon hvor den kraften som virker på kjettingen (eksempelvis som følge av dønninger, etc., som beskrevet innledningsvis) er større enn ankerspillets trekkraft, og ankerkjettingen har begynt å bevege seg utover i en retning mot klysset ( I -retningen). Palfingrene 17a, b er i ferd med å gli av det horisontale kjettingleddet 9. Fig. 11 viser en situasjon som i fig. 10, men noe senere, og palfingrene har falt fra det horisontale kjettingleddet 9. Åpningen 21 muliggjør at det etterfølgende vertikale kjettingleddet 5 kan gå uforstyrret gjennom palen. Fig. 12 viser hvordan, når kjettingen har beveget seg litt videre i I -retningen, palfingrene går mot det neste horisontale kjettingleddet (henvisningstallet 9 ) etter det omtalte kjettingleddet 9, og hvordan anleggsflatene 19a, b på palfingrene går mot de korresponderende anleggsflatene 10a, b i styreflatene 14a, b. Fig. 12 viser således at kjettingen er fullstendig sperret eller stoppet i kjettingstopperen. Den samme situasjonen som i fig. 12 er vist i fig. 13, men fra en annen vinkel, og viser hvordan kjettinganleggsflatene 23a, b på palfingrene går mot det horisontale kjettingleddet. Man vil av den foregående beskrivelse forstå at dersom og når ankerspillet igjen begynner å trekke inn ankerkjettingen, så vil palen automatisk bli frigjort, og innta sin glidestilling på toppen av de horisontale kjettingleddene (fig. 8 og 9) og gjeninnta sin stand-by-modus. Den fullstendig stoppede eller sperrede situasjonen er vist skjematisk i fig. 15 og 16, som viser innvirkningen til skråvinklene til de samvirkende anleggsflatene 19a, b og 10a, b. Den kraften som virker på ankerkjettingen i kjettingstopperen er indikert med pilen F R, og kraftkomponentene er betegnet F A og F B. Fig. 15 viser en første skråvinkel 1, og palen er rett. Fig. 16 viser en andre skråvinkel 2, og nå er den ytre ende av palen, med anleggsflaten 19a, b, anordnet i en brytevinkel i forhold til resten av palen. Anleggsflatene 19a, b og 10a, b i fig. 6 er således brattere enn anleggsflatene 19a, b og 10a, b som vist i fig. 15, dvs. at 2 > 1. Det foretrekkes derfor å ha en relativt bratt skråvinkel ( 2, fig. 16), og også en brytevinkel > 0, da dette vil gi en mindre belastning (F A ) på palbæringen 2b. Dette er gunstig ut fra konstruksjonsmessige hensyn. Skråvinkelen og palbrytevinkelen kan optimeres slik at ankerkjettingens belastninger primært tas av anleggsflatene 10a, b. Fig. 18 er et skjematisk nærbilde av en variant av palen, og viser brytevinkelen. P22254NO00
7 PATENTKRAV 5 10 15 20 25 30 1. Ankerstopper for en ankerkjetting som drives med et ankerspill, hvilken ankerstopper innbefatter styremidler (14a, b, 15) for kjettingleddene (5, 9), k a r a k t e r i s e r t v e d et kjettingstoppelement (2) som er opererbart mellom en første stilling uten kontakt med kjettingleddene, en andre stilling i hvilken det foreligger en ikke-sperrende kontakt med kjettingleddene, og en tredje stilling hvor det foreligger en sperrekontakt med kjettingleddene, idet kjettingstoppelementer (2) videre innbefatter minst et første anleggsmiddel (23a, b) for anlegg mot et første kjettingledd (9), og minst et andre anleggsmiddel (19a, b) for anlegg mot et korresponderende statisk tredje anleggsmiddel (10a, b) i kjettingstopperen. 2. Kjettingstopper ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at styremidlene innbefatter et styrespor (15) for glidesamvirke med et første kjettingledd (9), og første styreflater (14a, b), for glidesamvirke med et andre kjettingledd (5), og at det tredje anleggsmidlet (19a, b) innbefatter en skrå anleggsflate i i det minste en utspart del av styreflatene (14a, b). 3. Kjettingstopper ifølge et av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at sperreelementet (2) innbefatter en bæreflate (20a, b) for glidesamvirke med et første kjettingledd (5) når kjettingen beveger seg gjennom kjettingstopperen. 4. Kjettingstopper ifølge krav 3, k a r a k t e r i s e r t v e d at bæreflaten (20a, b) videre innbefatter et sliteelement (22a, b). 5. Kjettingstopper ifølge et av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d at kjedestoppelementet (2) er svingbart om en svingeakse (2a, b) mellom den første, andre og tredje stillingen, og at det videre innbefatter en vekt (7) som via en arm (3) er svingbar om den nevnte svingeaksen, at derved elementets belastning kan økes og reduseres selektivt. 6. Kjettingstopper ifølge et av de foregående krav, k a r a k t e r i s e r t v e d dreneringsåpninger (6a, b) i fluidforbindelse med et nedre område av det tredje anslagsmidlet (10a, b). P22254NO00