专利名称：具有可移动牵引装置的拖船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有甲板结构的拖船，该甲板结构上安装有牵引装置，该牵引装置设置有座椅、由座椅支撑的牵引单元和环形轨道结构，该环形轨道结构固定连接至甲板结构并形成以可移动方式支撑座椅的导轨，从而施加至牵引单元的力可以通过座椅、轨道结构和甲板结构被传递至拖船，同时根据所施加力的方向沿着轨道结构移动座椅。
背景技术：
例如，从法国专利1,158,501可知，对于这样的拖船，牵引单元总是可以独立于所施加力的方向或相对于援助船只的拖船位置被最优地定位。因此，不仅能增加拖船的有效操纵容量，而且也能极大地降低倾覆的风险，尤其当牵引缆绳横向延伸至拖船时。可替换地，施加至牵引装置的力(可以非常大)必须也在轨道结构中被吸收，即，座椅与轨道之间的可动连接、轨道自身和轨道至甲板的刚性连接。这导致了沉重的、坚固的和昂贵的结构。
发明内容
本发明的目的在于以这样的方式设计牵引装置，即，结构可以相对较轻，尤其是在要吸收非常之大的力时，同时保持牵引单元的最优调节性。
本发明进一步的目的在于提供一种吸收水平和垂直力的有效可能性。
本发明的又一目的在于提供一种牵引装置，其设计不仅相对较轻，而且尽管会出现弯曲的导轨，也相对地不易受误差的影响。
为此，对于根据上述类型的拖船，建议座椅设置有至少两个移动单元，所述移动单元可以以指定方式通过环形轨道结构移动，并且每个移动单元相互独立地通过铰接结构连接至牵引单元，所述铰接结构具有基本垂直地延伸至由轨道结构限定的基本水平面的中心轴。由于这些特征，被吸收的力能够沿着导轨被分散在几个位置或区域上，同时还将牵引单元设置成，当加长的移动列车能够不堵塞地驶过环形导轨的弯曲处时能够以所需的方式自我定位和调节，以便能够实现牵引单元的预期导向和调节。
当每个移动单元通过其铰接结构连接至构成座椅的一部分并支撑牵引单元的中间框架时，与移动单元相对于牵引单元的相互独立旋转相结合，能够有利地实现牢固且可靠地安装牵引单元的最优可能性。
此处，当每个移动单元每次通过倚靠在由导轨形成的轨道结构的运行表面上的至少两个轮支撑时，与沿着导轨移动的最优可能性相结合，能够实现要吸收的力在导轨上的进一步分配。然后确保力分布尽量均匀，优选地，每个移动单元设置有两个轮，两个轮相对于铰接结构对称地设置。此处，当设置两个移动单元使得两个轮之间的距离相对于其它的两个轮之间的距离每次偏离小于20％时，能够获得对这个力均衡原理的进一步提炼。接着，可以设置成对于轨道的每个点，最大力基本上相等且尽可能小。
当位于最远位置的移动单元的两个轮之间的距离是拖船在牵引装置位置处的最大宽度的25％时，可以进一步促进将轨道结构设计得尽可能轻却足够坚固，宽度被理解为表示常用的船舶术语，即，在船体壳体内侧之间测量的船体宽度。
当施加的力垂直于轨道时力的吸收将是最优的。但是，很清楚当然不一直是这种情形。沿着力方向的一定的波动可以通过轮与轨道相接触而被旋转铰链吸收。但是，如果牵引缆绳包括相对于水面的角度(例如25°)，并且当横向牵引时甲板倾斜(例如20°)，可能会出现情况。于是牵引缆绳与甲板之间的角度是大约45°的值，这意味着在轨道位置处，施加的力具有与水平分量一样大的垂直分量。接着为了确保正确、完全且可靠的力吸收，根据本发明的进一步实施例，可以规定，至少一个轮设置有至少一个法兰，该法兰能够接触由导轨形成的支撑表面，并具有相对于轨道的角度。于是，法兰与支撑表面之间的合作确保了平行于运行表面的力分量的吸收。应该注意，也能够以不同于上述优选方式的方式吸收这种垂直力分量，例如通过围绕水平轴枢转的与导轨底侧啮合的辊，或者通过滑行表面，或者通过法兰、辊和滑行表面的适当结合。
通过向导轨设置相对运行表面，所述相对运行表面朝向远离运行表面，并且由移动单元支撑的相对轮可以支撑在该相对运行表面上，并且通过向每个相对轮设置可以与相应支撑表面相接触的法兰，可以更进一步提高力的吸收。具有轮和相对轮的移动单元的设计使座椅独立于现有的法兰或类似装置沿着轨道结构移动变得容易。
如所述，可能会出现拖船相对于吃水线可能开始严重倾侧的情况。关于这一点，优选地，与整个甲板结构结合或未结合的牵引装置位于吃水线之上的高度位置，使得拖船至少到20°的倾斜角度才倾翻。在这种情况下，优选地，中间铰链设置有柔性连接结构，诸如铰接，从而牵引单元能够相对于移动单元自我定位到施加的力所采用的倾斜角度。这里，优选地，柔性连接结构靠近移动单元而定位，并且该柔性连接结构还可以具有允许水平和垂直移动的整体铰接结构的形式。使用包括轴和具有圆形内侧的大尺寸环的所谓的链节也是可行的。
通过设计被操纵移动的列车，尤其在位移元件包括具有一定间隙的轨道的情况下，可以获得相对不受误差影响的结构，从而使用期间的磨损、损坏和变形将导致牵引装置变得无效的速度相当地缓慢。而且同时进一步在制造方面提供了优势，更进一步，提高了设计环形轨道结构的可行性。例如，不用经历任何问题，可以选择具有卵圆形(具有纵向轴和较短的横向轴)的导轨，而且无疑地，导轨在其整个圆周上具有弯曲设计并且具有至少两个相互不同的曲率半径。最优地，通过规定从纵向轴方向看卵圆形在一端比另一端更强烈地弯曲，还可以将样式调整为拖船的样式，因此，实际上是蛋形的。当决定最优形状时，可能提供具体的调节样式。例如，对于具有相对较低动态力的较小的拖船，优选地，具有较锐利曲率的部分通常位于拖船的锥形船头，而较少弯曲的部分临近船尾。因此，在大多数牵引状态下，在将要定位座椅的区域中，轨道将只具有微小的曲率，在牵引领域中其被看作进一步的优势。相比起来，对于具有相对较大动态力的较大拖船，应用相反的设计的确是有利的，即卵圆形体的较圆部分位于前侧，而更尖角的部分位于后侧。
导轨也能够设计为具有一系列相互不同的曲率半径，然而，优选地，纵向轴是对称轴，并且纵向轴沿拖船的纵向方向延伸，同时，横向轴的长度大约是拖船宽度的80％或90％，并且最小弯曲半径至少等于横向轴长度的25％。
参考附图中示出的实施例，尽管只是非限定性实例，现在将进一步阐述根据本发明的拖船。在附图中图1以俯视图示意性地示出具有牵引装置的拖船；图2以放大比例的俯视图示出了牵引装置的一部分；图3示出了根据图2中的线III-III的横截面图；图4示出了图2的主视图；图5示出了图2的侧视图；图6示出了具有相对于图5改变位置的绞盘的图2的侧视图；以及图7以俯视图示出了相对于图2修改后的牵引装置的设计。
具体实施例方式
图1中示出的拖船1设置有甲板结构，该甲板结构上设置有牵引装置3。牵引装置3包括环形轨道结构4、座椅5和绞盘6形式的牵引单元。座椅5设置有两个移动单元7和一个围绕垂直于图面的中心轴9铰接至移动单元7的中间框架8。环形轨道结构4形成具有纵向轴和横向轴的卵圆形导轨，纵向轴沿着拖船1的纵向方向延伸。托船1具有更加尖角的船头和钝的船尾。卵圆形轨适合于此，因此或多或少是卵形的，其实施例非常适合相对较小的拖船。
带有绞盘6的座椅5以两个不同的位置示出，示出了移动装置7如何能够相对于彼此且相对于中间框架8铰接，从而当座椅5运动时沿着导轨的曲率运动而不发生堵塞，同时，沿着所需的方向定位绞盘6。当座椅5在轨道结构4上移动时，从绞盘6引出并且进一步延伸至待操纵船只(未示出)的缆绳10必须能够在轨道结构4外侧的甲板结构2的部分上自由移动。因此，在甲板结构2上伸出得比轨道结构4高的部分(诸如操作室等等)应该设置在轨道结构4内。
在图2中，牵引装置3的一部分以放大的比例示出。从图3至图5中明显地看出，每个移动单元7用两个轮轴11、12设置在轨道结构4的两侧上，两个轮轴分别垂直于图面，同时轮13和相对轮(counter-wheel)14分别轴承安装在轮轴11和轮轴12上。相对于中心轴9对称设置的轮13在运行表面15上运行，并且相对于中心轴9也对称设置的相对轮14在位于运行表面15相对侧的相对运行表面(counter-running surface)16上运行。运行表面15和相对运行表面16设置有可更换的踏板(tread)，并且用于吸收由绞盘6和中间框架8施加至移动单元7的力并通过轨道结构4将这些力传递给甲板结构2。运行轮13在轨道结构4下面设置有超出运行表面15的法兰13a，并且在此位置，该运行轮能够接触形成于此的接触表面。以类似的方式，相对轮14的法兰14a位于轨道结构4的下面，从而以简单但可靠的方式提供吸收通过中间框架8传递至移动单元7的垂直力分量的可能性。通过轴承辊17，移动单元7位于轨道结构4的上侧。
如所述，中间框架8铰接至围绕中心轴9的每个移动单元7，在图2中，中心轴垂直于图面而延伸。中间框架8本身包括能够相对于彼此围绕图5所示的中心轴18铰接的两个零件8a和8b，并且在那个位置，该中心轴垂直于图面。此处，零件8a设置有用于实现铰接至围绕中心轴9的移动单元的装置，并且零件8b支撑绞盘6，从而绞盘可枢转地设置并通过辊19支撑在甲板结构2上。由于这种可枢转地设置的绞盘6，在图6示出的情形下，缆绳10以相对于甲板结构2大约45度的相对较大的角度延伸，缆绳10的延伸将一直与轨道结构4相交，从力和力矩的观点来看，这为轨道结构4与座椅5之间的移动连接提供了相当有利的条件。所指的缆绳与甲板结构2之间的角度可能是缆绳10朝向待操作的船只和/或甲板结构2可能采取的倾斜位置向上延伸的结果，由于拖船1与待操纵的船只之间的缆绳10中产生的牵引力导致甲板结构采取上述倾斜位置。
当通过缆绳10将牵引力施加至牵引装置3时，这个力将被传递至包括两个移动单元(每个移动单元均具有两个轮13)的相对较长的关节式列车(articulated train，铰接的链)，因此力被传递至遍布相对很大长度的轨道结构4。当移动单元7的轮13相对于中心轴9对称设置时，两个轮均匀地受载。通过以基本均匀分布的方式进一步设置这两个移动单元7的4个轮13，可以进一步提高这种效果。所有这些都导致轨道结构4及其与甲板结构2的连接具有相对较轻的设计，同时对于关节式列车的可移动性能够使座椅5沿着弯曲的导轨移动，而在拖船1与所操纵船只之间的移动上不会产生任何问题。
从图6可见，如果牵引操作将导致缆绳10偏离图5所示的水平位置，或者如果拖船1将开始倾侧(heeling over)，则以有效且可靠的方式确保，借助于法兰13a和14a，垂直力分量还能够通过移动单元7传递至轨道结构4。
图7中示出了与图2相比进行修改的牵引装置的实施例，图中相同的部件以相同的参考标号表示。具体地，此处包括轨道结构4和移动单元7。中间框架8’以与图2相同的零件8a设计，该零件还保持与移动单元7铰接连接的设计。不同于图2的是中间框架8’的第二零件，现在以8c表示，该第二零件现在不支撑作为牵引单元的绞盘，而是支撑诸如牵引钩的连接装置，以便将缆绳10连接至牵引孔眼10a，以相对于移动单元7对称的方式，缆绳进一步延伸至待操纵的船只。以与图1中的零件8b相同的方式，零件8c再次铰接连接至零件8a，从而利用倾斜位置的缆绳10，获得与前述绞盘6的连接相同的优点。
很显然，在所附权利要求所规定的本发明的框架内，许多改变和变化是可能的。例如，可以利用多于两个的移动单元，并且一个移动单元可以在一侧上具有多于或少于两个的轮，反过来，轮的数量可以偏离轨道结构的另一侧上的数量。如果愿意，也可以利用其它适当的方法来实现移动单元与轨道结构之间的移动。而且，可以省略绞盘围绕水平轴的铰接设置，并且可以提供将座椅固定在轨道结构的特定位置上的装置。另外，移动单元可以设置有机械驱动装置和/或刹车装置。进一步，导轨可以具有除示出的卵圆形以外的任何期望的且适合的形式，更具体地具有几个曲率半径或具有直线距离。进一步，牵引装置3和(部分)甲板结构2都可以被设置，以便相对于吃水线上升，从而当拖船倾斜时，甲板结构2和牵引装置3一直保持在水位以上。此处应该注意，较高的甲板提供两个优势。一方面，这导致较大的水密体积，因此导致较大的浮力，而另一方面，船灌水将相当缓慢，从而降低船体动态地被淹没的风险。
权利要求
1.一种具有甲板结构的拖船，所述甲板结构上安装有牵引装置，所述牵引装置设置有座椅、由所述座椅支撑的牵引单元、以及环形轨道结构，所述环形轨道结构固定地连接至所述甲板结构并形成以可移动方式支撑所述座椅的导轨，从而施加至所述牵引单元的力可以通过所述座椅、所述轨道结构和甲板结构被传递至所述拖船，同时根据所述施加力的方向沿着所述轨道结构移动所述座椅，其中，所述座椅设置有至少两个移动单元，所述移动单元可以以指定方式通过所述环形轨道结构移动，并且每个所述移动单元通过铰接结构相互独立地连接至所述牵引单元，所述铰接结构具有基本垂直地延伸至由所述轨道结构限定的基本水平面的中心轴。
2.根据权利要求1所述的拖船，其中，每个移动单元通过其铰接结构连接至构成所述座椅的一部分并支撑所述牵引单元的中间框架。
3.根据权利要求1或2所述的拖船，其中，每个移动单元每次通过至少两个轮支撑在由所述导轨形成的所述轨道结构的运行表面上。
4.根据权利要求3所述的拖船，其中，每个移动单元设置有相对于所述铰接结构对称布置的两个轮。
5.根据权利要求3或4所述的拖船，其中，两个移动单元设置成使得两个轮之间的距离相对于其它的两个轮之间的距离每次偏离小于20％。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的拖船，其中，相距最远的所述移动单元的所述两个轮之间的所述距离至少是所述拖船在所述牵引装置位置处的最大宽度的25％。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的拖船，其中，至少一个轮设置有至少一个法兰，所述法兰能够接触由所述导轨形成的支撑表面，所述导轨包括相对于所述运行表面的角度。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的拖船，其中，所述导轨设置有相对运行表面，所述相对运行表面朝向远离所述运行表面，并且由移动单元支撑的相对轮可以支撑在所述相对运行表面上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的拖船，其中，所述牵引装置位于吃水线之上的高度位置，使得其至少到15°的倾斜角度才倾翻。
10.根据权利要求9所述的拖船，其中，所述整体甲板结构位于所述吃水线之上的高度位置，使得其至少到15°的倾斜角度才倾翻。
11.根据前述要求中任一项权利所述的拖船，其中，所述中间框架设置有柔性连接结构，诸如铰接，从而所述牵引单元能够相对于所述移动单元自我定位到所施加的力所采用的倾斜角度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的拖船，其中，所述导轨具有卵圆形形状，所述卵圆形具有纵向轴和较短的横向轴。
13.根据权利要求12所述的拖船，其中，所述导轨在其整个圆周上具有弯曲设计，并且具有至少两个相互不同的曲率半径。
14.根据权利要求12或13所述的拖船，其中，从所述纵向轴方向看，所述卵圆形在一端比在另一端更强烈地弯曲。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的拖船，其中，所述纵向轴是对称轴。
16.根据权利要求12至15中任意一项所述的拖船，其中，所述纵向轴沿所述拖船的纵向方向延伸。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的拖船，其中，所述横向轴的长度大约是所述拖船宽度的80％至90％。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的拖船，其中，所述最小弯曲半径至少等于所述横向轴长度的25％。
全文摘要
一种具有甲板结构的拖船(1)，该甲板结构上安装有牵引装置(3)，该牵引装置设置有座椅(5)、由座椅支撑的牵引单元(6)、以及环形轨道结构(4)，该环形轨道结构固定地连接至甲板结构并形成以可移动方式支撑座椅的导轨，从而施加至牵引单元的力可以通过座椅、轨道结构和甲板结构被传递至拖船，同时根据施加力的方向沿着轨道结构移动座椅。该座椅设置有至少两个移动单元(7)，所述移动单元可以以指定方式通过环形轨道结构移动，并且每个移动单元通过铰接结构相互独立地连接至牵引单元，该铰接结构具有基本垂直地延伸至由轨道结构限定的基本水平面的中心轴。
文档编号B63B35/00GK101094788SQ200580045863
公开日2007年12月26日 申请日期2005年11月2日 优先权日2004年11月3日
发明者赫拉尔杜斯·安东尼厄斯·约瑟夫·曼佩利 申请人:欧洲智能有限公司