DD142173A2 - Schliessmechanismus fuer ein freifall-bodenprobenahmegeraet - Google Patents

Abstract

Der Schließmechanismus ist der funktionsbestimmende Teil eines Freifall-Bodenprobenahmegerätes, das für den Einsatz in der Meerestechnik bestimmt ist, zur Erkundung des schlammigen Tiefseebodens mit hoher Konsistenz nach steinförmigen Konkretionen. Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt, mittels eines unkomplizierten und sicher funktionierenden Auslösemechanismus durch das Freifall-Bodenprobenahmegerät die Einsatzstrategie des Seefahrzeuges, von dem dieses Gerät eingesetzt wird, effektiver zu gestalten. Das Wesentliche dieses autonom arbeitenden Freifall-Bodenprobenahraegerätes besteht darin, daß die beiden Schaufeln über eine kraftschlüssige Klemmverbindung und durch Wirkung zweier Ballastgewichte, die zur Aufhebung der Auftriebskraft beim Absinkvorgang des Freifall-Bodenprobenahmegerätes notwendig sind, offen gehalten werden. Den Auslöseimpuls zur Aufhebung des Kraftschlusses in der Klemmverbindung liefert die Trägheitswirkung der beiden Ballastgewichte, wenn die Schaufelschneiden auf dem Meeresboden auftreffen. Der Auslösemechanismus ist durch Seilzug so gestaltet, daß er den Auftrieb freigibt, der den Schließvorgang der beiden Schaufelhälften betätigt. Der·Grabevorgang der beiden Schaufelschneiden wird durch die beiden Ballastgewichte unterstützt, die beim sich Schließen der Greiferschaufeln abgeworfen werden. - Fig.1 -

Description

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Schließmechanismus für ein Freifall-Bodenprobenahmegerät Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schließmechanismus für ein Freifall-Bodenprobenahmegerät nach . Patent

Der.Schließmechanismus ist in. Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen die funlfctionsbestimmende Größe eines Freifall-Bodenprobenahmegerätes, das bei der Erkundung des Meeresbodens dort Anwendung findet, wo bei großer Meerestiefe seilgebundene Geräte nicht in Betracht kommen©

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Alternative von Freifall-Bodenprobenahmegeräten gegenüber seilgebundenen Geräten gleicher Einsatzcharakteristik besteht darin, daß

- mehrere Geräte von einem Einsatzfahrzeug, gleichzeitig ausgesetzt werden können und somit pro Zeiteinheit ein großes Areal erkundet werden kann,·

- somit der Schiffseinsatz besser genutzt v;erden kann, da sich die Stationsarbeiten zur Probenaufnahme durch einen kontinuierlichen Arbeitsablauf effektiver gestalten,

- der Operationsablauf zusätzlich zu anderen See-Erkundungen, die die Besatzung und Bordsysteme in Anspruch nehmen, erfolgen kann,

- der materielle Aufwand für Seile und Kabel mi± der dazugehörigen Fördertechnik entfällt.

Alle Freifall-Bodenprobenahmegeräte wirken nach dem gleichen Arboitsprinzip, Durch das Eigengewicht und auch durch. Eallastbaschwerung durchsinken sie den Meereskörper, bis sie den Tiefseeboden₃ zwecks Probenahme, erreicht haben«, Wenn der Meeresboden erreicht ist_s betätigt der Auslösemechanismus das Arbeitsgerät, d.h., die Probenahme erfolgt. Nach dem Bailastabwurf, mit odor ohne Zusatzenergie, lösen sich die Freifall-Bodenprobenahmegeräte vorn Meeresboden, um mit iiilfe einer Auftriebseinr-ichtung wieder an dia Meeresoberfläche zu steigen»

Freifall-Bodenprobenahmegeräte werden in folgende Punktionsgruppen untergliedert:

- Signal- und Einholeeinrichtung zur Ortung und Aufnahme des aufgetauchten Gerätes

- auftrieberzeugende Mittel zur Realisierung des Aufsteigevorganges

- Ballastbeschwerung zur Sicherung der Absenkung

- Arbeitselement mit Auslösemechanismus zur Realisierung der Erkundungsaufgäbe.

Der Auslösemechanismus, als: funktionsbestimmender Teil des Arbeitselementes, ist Gegenstand.der vorliegenden Erfindung und für die Steuerung der Schließkräfte der Greifereinheit verantwortlicho

Die Schließkräfte j in Verbindung mit dem Auslösemechanismus_s sichern die. Probenaufnahme und v/erden mittels Y/irkung der Auftriebseinrichtung direkt oder durch spezielle Spannelemente realisiert»

Die bekannten technischen Lösungen weisen folgende Mangel in ihren Ausführungen bzw. Punktionen auf:

- Bei einem Meeresboden mit Schlamm höherar Konsistenz weisen Schließkräfte, die durch Federelemente realisiert werden,

. Mangel dadurch auf, daß sich· der Greifer,·bedingt durch schlagartiges entspannen der Federn und damit ruckartiges Schließen dar Greiferschaufel^ vom Untergrund abhebt, noch bevor der Greifer die Materialprobe aufgenommen hat-,

- die großen Federkräfte bedürfen Auslösemechanismen mittels Sperrhebel' ober -klinke, wodursh die gewünschte Auslöseempfindlichkeit ab- und die Störanfälligkeit zunimmt (Tiüller: Methoden

und technische Mittel zur Entnahme von Bodenproben unter den Bedingungen der Tiefsee-A.quatorien, ZG-I-Berlin, März 1975, S. 57; US - PS 357 2129; FR - PS 2193 480 )

- G-reifer_s deren Schließkräfte unter Ausnutzung der Auftriebein-' richtung betätigt werden, weisen die Mangel federkraftbetätigter Schließmechanismen bei Festschlamm nicht auf; störanfällig sind sie nur, wenn der Auslösemechanismus mittels'formschlüssiger Sperrhehel realisiert wird ( DS-AS 2444 167 ).

Ziel der Erfindung . ' .

•Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde₃ den in der Meeresforschung benutzten Freifall-Bodenprobenahmegeräten einen Auslösemechanismus mit hoher Funktionstuchtigkeit zur Verfügung zu stellen. Diese Funktionstüchtigkeit ist die Voraussetzung für die effektive Einsatzstrategie des Seefahrzeuges, auf dem das Gerät beim Absuchen und Erkunden des Tiefseebodens nach vorrangig mineralischen Rohstoffen, wie z.B. Eisen/Mangan-Konkretionen, zum Einsatz gelangt«

Darlegung des Wesens, der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen einfach und empfindlich wirkenden Auslösemechanismus für ein Freifall-Bodenprobenahmegerät zu entwickeln. Dabei muß bei den zu erwartenden rauhen Betriebsbedingungen die Funktionstüchtigkeit voll gewährt und die Störanfälligkeit nach Möglichkeit ausgeschaltet werden., Erfindungsgemäß werden die beiden Schaufelhälften des Greifers beim Absenkvorgang durch eine Klemmverbindung offengehalten, deren Klemmwirkung durch die beiden Ballastgewichte verstärkt wird« Beim Auftreffen des Greifers auf dem Meeresboden wird durch die Anordnung der Ballastgewichte auf dem Greifer die Kraftwirkung so umgekehrt, daß die Klemmverbindung für einen kurzen Zeitpunkt kraftfrei bleibt« Die ständig nach oben wirkende Auftriebskraft löst dabei die Klemmverbindung und schließt gleichzeitig den Greifer-, wobei eine Bodenprobe aufgenommen wird. Die Ballastgewichte_s die in der Anfangsphase den Grabevorgang .unterstützen, fallen seitlich ab.

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Ausführungsbeispial:

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

.Fig_e 1 Gesamtansicht des Freifall-Bodenprobenahmegerätes Fig. 2 Einzelheit der Klemmverbindung . .

Bevor das Freifall-Bodenprobenahmegerät ins Wasser abgesenkt wirdj werden an Bord die beiden Schaufelhälften 1, die auf einer Achse 2 drehend gelagert sind_s so weit geöffnet,, daß eine Klemmstange 3 zwischen die beiden Klemmbackenpaare 4 eingelegt werden kannο Diese beiden Klemmbackenpaare 4 klemmen die Klemmstange 3 wie in einer Schere fest; dieses ist das Kernstück' des Auslösemechanismus des Freifall-Bodenprobenahmegerätes_β Dieser Auslösemechanismus ist so konzipiert/ daß er gleichzeitig den Schließ- . Vorgang der beiden Schaufelhälften 1 und die Halterung dos Auftriebmechanismus 7 des Freifall-Bodenprobenahmegerätes steuei't. Zwei Bailastgewichte 5» die auf den beiden Schaufelhälften 1 liegen, erzeugen die notwendige Klemmkraft für die kraftschlüssige Klemmverbindung«, Diese Klemmkraft ist durch die beiden Ballastgewichte und den Hebelverhältnissen so groß, daß beim Absinkvorgang, wenn die gesamte Greifereinheit an der Klemmstange 3 über ein Zugseil 6 an dem Auftriebmechanismus 7 hängt, sich die Klemmstange 3 aus den beiden Klemmbackenpaaren 4 nicht ungewollt .löst. Zwei nasenförmige Vorsprünge am Oberrand der 4 Klemmbacken sichern die Klemmstange 3 zusätzlich vor einem vorzeitigen sich Lösen bei eventuell auftretenden Stoßen. Die beiden Ballastge-""">, wichte 5 j die beim Absinkvorgang die Auftriebskraft des Auftriebsmechanismus 7 überwinden müssen, sind labil und unbefestigt auf den beiden Schaufelhälften 1, und nur gegen vorzeitiges Abfallen bei Taumelbewegungen des Freifall-Bodenprobenahmegerätes seitlich durch die Halterung 8 und die Quer·stange 9 gesichert_s so aufgesetzt, daß ihr Schwerpunkt nahe der Achse 2 liegt. Durch diese Anordnung der Ballastgewichte 5 wird beim Auftreffen der beiden Schaufelschneiden 10 auf dem Meeresboden, infolge Trägheitswirkung der beiden Ballastgewichte 5» die Klemmverbindung für eine kurze Zeit kraftfrei. Diese kurzzeitige Kraftfreiheit reicht für für die Auftriebskraft aus_s die ständig mit gleichbleibender Größe nach oben gerichtet ist, um über das Zugseil 6 die Klemmstange 3-aus der kraftschlüssigen.Verbindung zu lösen. Damit wird die Sperre für die beiden Schaufelhälften 1 aufgehoben und sie können sich schließen. Durch diesen so eingeleiteten Auslöse-

Vorgang beginnt der Auftriebmechanismus sofort mit dem Aufsteigvorgang. Dabei beginnt das Vorlaufsicherungsseil 11 _s bestehend aus zwei Teilenden_s von denen das eine mit der Klemmstange 3 und mit dem andern Teilende je?/eils an der gegenüberliegenden Seite der Schaufelhälfte 1 lose hängend verbunden'ist, sich durch die Wirkung der Auftriebkraft zu straffen, um so den Schließvorgang der beiden Schaufelhälften 1 einzuleiten» Erst v/enn'der Greifer sich'vollständig geschlossen hat, beginnt auch er mit dem Aufsteigevorgang»Durch die formbedingte Masseverteilung der Ballastgewichte 5 fallen diese erst im letzten Drittel des Schließvorganges der beiden Schaufelhälften 1 ab, aber noch bevor die kinetische Energie des Auftriebmechanismus voll aufgebraucht· ist, und unterstützen so über eine lange Schließdauer effektiv den Schürfvorgang der beiden Schaufelschneiden 10. Entsprechend dem Verwendungszweck für steinförmiges Material und auch aus strömungstechnischen Gründen besteht die raumschließende Hülle für den Greifer aus Netzwerk.

Claims (1)

1. Srf indungsanspruch; . . , ._ , / _,

   ——^—^--~^ ' (Hcich Parenr ^t

   Schließmechanismus für ein Preifall~Bo denprobenahmegerä~t/dadurch gekennzeichnet, daß

   - Zwei Ballastgewichte auf den beiden Schaufelhälften eines Frei-. fall-Bodenprobenahmegerätes so angeordnet sind_} um beim Absinkvorgang die Klemmwirkung der beiden kraftschlüssigen Klemmbakkenpaare so zu unterstützen, daß ein vorzeitiges Auslösen verhindert wird und beim Auftreffen auf dem Meeresboden infolge Trägheitswirkung der Ballastgewichte die Klemmverbindung kurzzeitig aufgehoben wird? '

   - die beiden Klemmbackenpaare konstruktiv so konzipiert sind, um über eine.Klemmstange die.beiden Schaufelhälften während des Absinkvorganges kraftschlüssig geöffnet halten.,

   - beim kurzzeitigen Aufheben der Klemmwirkung beim Auftreffen auf dem Meeresboden, die Klemmstange über das Zugseil durch Wirkung der Auftriebkraft' aus der nun kraftlosen Klemmverbindung freigegeben wird_s

   - die Klemmstange über zwei Enden eines VorlaufSicherungsseiles, die mit ihren beiden anderen Enden mit den beiden Schaufelhälften verbunden sind, diese durch Wirkung der Auftriebkraft schließen, wobei die beiden Ballastgewichte über einen längeren Schließ ze it raum den Schürfvorgang der beiden Schaufelschneiden unterstützen. .'..

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