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Die Erfindung betrifft eine Entnahmevorrichtung zum Entnehmen von Sedimentstoffen von einem Gewässergrund, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Entnahmevorrichtung, und ein Verfahren zum Entnehmen von Sedimentstoffen aus einem Gewässer mit einer solchen Entnahmevorrichtung.
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Eine Möglichkeit, Sedimentstoffe von einem Gewässergrund abzutragen, stellen Saug- oder Saugspülverfahren dar, die typischerweise mittels Saugspülbaggern durchgeführt werden. Das so geförderte Material umfasst einen sehr hohen Wasseranteil und muss nach dem Abtransport zur weiteren Verwertung oder Entsorgung entwässert werden. Damit ist ein erheblicher materieller und/oder energetischer Aufwand verbunden. Dies gilt ganz besonders für Schlämme, die aufgrund ihrer Konsistenz einen sehr hohen Wasseranteil von teilweise über 90 % aufweisen, beispielsweise Eisenhydroxidschlamm. Darüber hinaus können größere Gegenstände, insbesondere Fremd- und/oder Störstoffe, wie beispielsweise Holzstämme oder metallische Objekte, so nicht gefördert werden. Vielmehr können sie die Saug- und Förderleistung durch Verlegung der Abbauwerkzeuge deutlich verringern, oder diese unter Umständen sogar beschädigen. Auch die Verwendung von Eimerkettenbaggern sowie herkömmlichen Schwimmbaggern ist bekannt. Die Anwendung solcher Technologien ruft aber im Gewässer starke Turbulenzen hervor, durch welche das abgelagerte Material aufgewirbelt und im Gewässer unkontrolliert verteilt wird. Zur Entnahme stark wasserhaltiger Schlämme sind diese Vorrichtungen daher nicht geeignet.
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Die Entnahme auch stark wasserhaltiger Schlämme erweist sich als zunehmend bedeutsam im Bereich der Renaturierung des Tagebaus, das heißt im Sanierungsbergbau in ehemaligen Braunkohlerevieren, wo mit dem Wiederanstieg des Grundwassers in angrenzende Oberflächengewässer partiell hohe Eisenfrachten eingetragen werden. Hiermit ist eine sichtbare, gegebenenfalls unschöne Braunfärbung sowie teilweise eine Schädigung der Gewässer als Ökosysteme verbunden. Es kommt zur Ablagerung großer Mengen an Eisenhydroxidschlamm. Mit fortlaufender Zeit nimmt die Mächtigkeit der Materialablagerungsschichten am Gewässergrund zu und zieht eine Veränderung der Bettstruktur und/oder Laufentwicklung, insbesondere durch Auflandungen, sowie ein verändertes Abflussverhalten nach sich. Die maximale Speicherkapazität von beispielsweise mit Eisenhydroxidschlamm belasteten Talsperren, Stauseen oder Absetz-/Rückhaltebecken wird des Weiteren deutlich gemindert, wodurch im Hochwasserfall gegebenenfalls erhebliche Schäden an Schutzgütern hervorgerufen werden können. Zur Wiederherstellung des ursprünglichen Gewässerprofils, der Gewässerdynamik, der Gewässergüte und/oder der Speicherkapazität von Stauanlagen wird eine Entfernung der Sedimentstoffe erforderlich. Dabei ist gerade in diesem Anwendungsbereich problematisch, dass Eisenhydroxidschlamm einen sehr hohen Wassergehalt aufweist und daher schwer zu fördern ist.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 41 34 195 A1 gehen eine gattungsgemäße Entnahmevorrichtung und ein Verfahren zum Abtragen von Sedimenten, Schlicken oder anderen Materialien von einem Gewässerboden hervor, bei dem eine haubenartige Aufnahmevorrichtung auf den Gewässerboden abgesenkt und beim Abtragen unter Einschluss abzutragenden Materials zumindest teilweise in den Boden gedrückt wird, worauf Wasser aus der Aufnahmevorrichtung verdrängt und das eingeschlossene Material vom Gewässerboden gefasst wird. Beim Abtragen wird die Aufnahmevorrichtung nach dem Eindrücken in den Boden unten geschlossen und zum Entfernen des eingeschlossenen Materials mit diesem angehoben. Überschüssiges Wasser kann dabei mittels einer Druckplatte, die insbesondere als Lochplatte ausgebildet ist, ausgepresst werden. Die hierzu erforderliche Mechanik zur Ansteuerung der Druckplatte einschließlich einer Ansteuerungsmimik ist allerdings kompliziert, teuer und fehleranfällig. Hinzu kommt, dass die Druckplatte bevorzugt als Lochplatte mit relativ großen Durchlässen ausgebildet ist, was gerade zum Entwässern sehr wasserhaltiger Schlämme nicht geeignet ist, da der gefasste Schlamm gemeinsam mit dem Wasser über die großen Durchlässe abfließen kann. Es wird zwar vorgeschlagen, die Filterwirkung der Druckplatte dadurch zu verbessern, dass ihre Durchlässe von einem Vlies überspannt sind; es zeigt sich aber, dass solche Vliese dann typischerweise zu feinporig sind und sich rasch zusetzen, sodass die Förderung von Wasser durch das Vlies kaum oder nur noch mit erheblichem Aufwand möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entnahmevorrichtung zum Entnehmen von Sedimentstoffen, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Entnahmevorrichtung und ein Verfahren zum Entnehmen von Sedimentstoffen aus einem Gewässer mit einer solchen Entnahmevorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Entnahmevorrichtung zum Entnehmen von Sedimentstoffen von einem Gewässergrund geschaffen wird, welche ein Gehäuse aufweist, das eine ein Aufnahmevolumen für Sedimentstoffe und Wasser umgreifende Gehäusewandung aufweist, wobei das Gehäuse zumindest eine bodenseitige Öffnung aufweist. Die bodenseitige Öffnung ist durch einen Schließmechanismus in einer Offenstellung des Schließmechanismus freigebbar und in einer Schließstellung des Schließmechanismus schließbar. Dabei ist vorgesehen, dass die Gehäusewandung mindestens eine von der bodenseitigen Öffnung beabstandete Entwässerungsöffnung aufweist, wobei die Gehäusewandung zwischen der bodenseitigen Öffnung und der wenigstens einen Entwässerungsöffnung ringsum geschlossen ist. Auf diese Weise wird mit dem Aufnahmevolumen ein Raum bereitgestellt, indem Sedimentstoffe und insbesondere auch Schlämme mit sehr hohem Wassergehalt aufgenommen werden können, wobei sie durch die bodenseitige Öffnung in das Aufnahmevolumen hineingelangen, und durch Schließen der bodenseitigen Öffnung mittels des Schließmechanismus in dem Aufnahmevolumen gehalten werden können. Wird das Gehäuse über den Wasserspiegel eines zu behandelnden Gewässers angehoben, kann überschüssiges Wasser oberhalb der gefassten Sedimentstoffe über die wenigstens eine Entwässerungsöffnung abfließen, wodurch der noch aufzubereitende Wassergehalt des insgesamt entnommenen Stoffvolumens stark verringert wird. Hierzu bedarf es keiner aufwändigen, teuren, komplizierten und fehleranfälligen Mechanismen, weil das überschüssige Wasser rein schwerkraftgetrieben aus der wenigstens einen Entwässerungsöffnung austreten kann. Das so entnommene Stoffvolumen weist somit einen verringerten Wasseranteil auf, ohne dass es hierzu komplizierter, teurer oder fehleranfälliger Maßnahmen bedarf. Die Entwässerungsöffnungen können dabei auch so dimensioniert sein, dass das Wasser schnell und ohne übermäßigen Strömungswiderstand abfließen kann, da sie nicht dazu ausgelegt sein müssen, Sedimentstoffe zurückzuhalten. Die Sedimentstoffe werden vielmehr unterhalb der Entwässerungsöffnungen in dem Bereich des Aufnahmevolumens zwischen der bodenseitigen Öffnung einerseits und der hiervon beabstandeten wenigstens einen Entwässerungsöffnung andererseits gefasst und gehalten.
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Unter einem Entnehmen von Sedimentstoffen wird insbesondere verstanden, dass die Sedimentstoffe gefasst und aus einem Gewässer entnommen werden.
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Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich hier und im Folgenden auf eine vertikale Richtung relativ zu dem Gewässergrund des Gewässers, bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Entnahmevorrichtung relativ zu dem Gewässergrund. Der Begriff „oben“ bezeichnet somit insbesondere eine dem Gewässergrund abgewandte Anordnung oder Ausrichtung, während der Begriff „unten“ eine dem Gewässergrund zugewandte Anordnung oder Ausrichtung bezeichnet. Die Entnahmevorrichtung weist insbesondere eine Längserstreckung entlang einer Längsrichtung auf, die sich bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Entnahmevorrichtung relativ zu dem Gewässergrund in vertikaler Richtung erstreckt. Die wenigstens eine Entwässerungsöffnung ist von der bodenseitigen Öffnung in Längsrichtung gesehen beabstandet, sodass zwischen der bodenseitigen Öffnung und der wenigstens einen Entwässerungsöffnung ein sich in vertikaler Richtung, das heißt in Längsrichtung der Entnahmevorrichtung und damit auch des Gehäuses erstreckender, ringsum geschlossener Bereich des Aufnahmevolumens angeordnet ist, in dem Sedimentstoffe gehalten werden können, ohne dass diese über die Entwässerungsöffnung austreten.
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Dass die Gehäusewandung zwischen der bodenseitigen Öffnung und der wenigstens einen Entwässerungsöffnung ringsum geschlossen ist, bedeutet insbesondere, dass die Gehäusewandung in diesem Bereich entlang einer geschlossenen Umfangslinie um die Längsrichtung geschlossen ist. Unter einer Umfangsrichtung wird hier eine Richtung verstanden, welche die Längsrichtung - vorzugsweise konzentrisch - umgreift. Eine radiale Richtung steht senkrecht auf der Längsrichtung.
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Unter „bodenseitig“ wird eine Anordnung an dem Gehäuse und damit der Entnahmevorrichtung unten, das heißt bestimmungsgemäß dem Gewässergrund zugewandt, insbesondere an einer Unterseite oder Unterkante, verstanden.
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Unter Sedimentstoffen werden insbesondere sich in einem Gewässer ablagernde Stoffe verstanden, wie beispielsweise Sande, Kiese, Schluffe, Schlicke, Schlämme, oder andere derartige Materialablagerungen. Insbesondere ist Eisenhydroxidschlamm ein Sedimentstoff der hier angesprochenen Art. Die Entnahmevorrichtung ist insbesondere eingerichtet zum Fassen und Entnehmen von Eisenhydroxidschlamm.
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Unter dem Begriff „Gewässergrund“ wird ein Gewässerboden oder eine Sedimentschicht verstanden, die dichter und/oder weniger wasserhaltig ist als eine weitere, oberhalb dieser bodenseitigen Sedimentschicht angeordnete Sedimentstoffschicht, die mittels der Entnahmevorrichtung bestimmungsgemäß gefördert werden soll. Beispielsweise kann es sich bei der zu fördernden Sedimentstoffschicht um stark wasserhaltige Schlämme, beispielsweise Eisenhydroxidschlamm handeln, während die dem Gewässergrund zugeordnete, darunter liegende Sedimentschicht wasserärmeres, dichteres Material, beispielsweise Kies, Sand, festere Schlämme oder dergleichen aufweist. Abhängig davon, welche Sedimentstoffe mittels der Entnahmevorrichtung gefasst werden sollen, und abhängig von der konkreten Gestaltung des Gewässers, aus welchem die Sedimentstoffe ausgebracht werden sollen, ist der Gewässergrund also entweder der eigentliche Gewässerboden, auf dem unmittelbar die zu fassenden und auszubringenden Sedimentstoffe abgelagert sind, oder der Gewässergrund umfasst auch eine zwischen der zu fassenden Sedimentstoffschicht einerseits und dem eigentlichen Gewässerboden angeordnete, dichtere Sedimentschicht, die nicht oder höchstens teilweise, beispielsweise als Dichtmaterial - was im Folgenden noch näher erläutert wird -, gefasst werden soll.
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Das Gehäuse weist vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei insbesondere die Gehäusewandung - im Querschnitt gesehen - rechteckig ausgebildet ist. Es ist aber auch eine quadratische oder abgerundete Ausgestaltung des Gehäuses möglich. Insbesondere ist es möglich, dass das Gehäuse zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, oder mit elliptischem oder ovalem Querschnitt ausgebildet ist. Die Gehäusewandung umgreift das Aufnahmevolumen insbesondere in Umfangsrichtung gesehen. Auf diese Weise wird ein Fassungsschacht zum Fassen der Sedimentstoffe innerhalb der Gehäusewandung bereitgestellt.
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Der Schließmechanismus ist relativ zu der Gehäusewandung öffen- und schließbar, wobei er allerdings bevorzugt im Bereich der bodenseitigen Öffnung - in Längsrichtung gesehen - lagefest relativ zu dem Gehäuse angeordnet ist. Insbesondere ist es möglich, dass der Schließmechanismus eingerichtet ist, um eine Schwenkbewegung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung durchzuführen. Demgegenüber ist der Schließmechanismus bevorzugt nicht eingerichtet, um in Längsrichtung relativ zu dem Gehäuse verlagert zu werden, er ist also bevorzugt in Längsrichtung lagefest relativ zu dem Gehäuse angeordnet.
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Die wenigstens eine Entwässerungsöffnung ist insbesondere in einem der bodenseitigen Öffnung abgewandten Bereich der Gehäusewandung angeordnet, sodass zwischen der bodenseitigen Öffnung und der wenigstens einen Entwässerungsöffnung der ringsum geschlossene Bereich des Aufnahmevolumens zum Fassen von Sedimentstoffen gebildet ist.
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Bevorzugt weist die Gehäusewandung mehr als eine Entwässerungsöffnung auf. Insbesondere ist es möglich, dass die Gehäusewandung an mehr als einer Seite, insbesondere an zwei Seiten, an drei Seiten oder an allen Seiten, das heißt insbesondere entlang einer Umfangslinie ringsum sowie bei einer kreiszylindrischen, elliptischen oder ovalen Ausgestaltung der Gehäusewandung in Umfangsrichtung gesehen verteilt angeordnete Entwässerungsöffnungen aufweist. Die wenigstens eine Entwässerungsöffnung ist vorzugsweise als Schlitz, insbesondere als Längsschlitz, ausgebildet. Unter einem Längsschlitz wird dabei eine Ausnehmung in der Gehäusewandung verstanden, deren Erstreckung in Längsrichtung größer ist als in Breiten- oder Umfangsrichtung.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schließmechanismus eine Greifervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um in der Schließstellung Sedimentstoffe von dem Gewässergrund zu greifen. Auf diese Weise können die Sedimentstoffe einfach und effizient in dem Aufnahmevolumen eingeschlossen werden. Darüber hinaus ist es mithilfe der Greifervorrichtung auch möglich, andere Gegenstände wie beispielsweise Baumstämme, Äste, metallische Objekte oder dergleichen, von dem Gewässergrund zu greifen und mit den Sedimentstoffen zu entfernen. Die Greifervorrichtung weist vorzugsweise wenigstens eine Greiferschaufel auf.
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Vorzugsweise ist die Greifervorrichtung lösbar oder trennbar mit dem Gehäuse verbunden. Auf diese Weise kann die Greifervorrichtung von dem Gehäuse getrennt werden, wobei entweder die Greifervorrichtung in Kombination mit einem anderen Gehäuse oder auch alleine verwendet werden kann, oder wobei das Gehäuse in Kombination mit einer anderen Greifervorrichtung verwendet werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Greifervorrichtung genau eine relativ zu dem Gehäuse verlagerbare, insbesondere relativ zu dem Gehäuse schwenkbare Greiferschaufel aufweist. Dies stellt eine technische einfache, kostengünstige und zugleich sehr effiziente Ausgestaltung der Greifervorrichtung dar. Die Greiferschaufel ist bevorzugt in Längsrichtung gesehen lagefest relativ zu dem Gehäuse angeordnet. Zumindest in der Offenstellung ist die Greiferschaufel bevorzugt in dem Gehäuse angeordnet.
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Die Greiferschaufel und das Gehäuse sind bevorzugt eingerichtet, um in der Schließstellung, das heißt insbesondere in auf das Gehäuse zu und gegen das Gehäuse geschwenktem Zustand der Greiferschaufel, miteinander dicht zu schließen. Sie weisen hierzu bevorzugt jeweils eine geeignete Dichtkante auf, wobei die Dichtkanten der Greiferschaufel und des Gehäuses in der Schließstellung aneinander anliegen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Sedimentstoffe beim Ausheben aus dem Gewässer zwischen der Greiferschaufel und dem Gehäuse hindurch aus dem Aufnahmevolumen austreten können.
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Die Greiferschaufel ist vorzugsweise als Baggerschaufel ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Greifervorrichtung zwei relativ zueinander - und relativ zu dem Gehäuse - verlagerbare, insbesondere relativ zueinander schwenkbare Greiferschaufeln aufweist. Dies stellt eine besonders wirksame Ausgestaltung einer Greifervorrichtung dar, die nicht nur in der Lage ist, effizient Sedimentstoffe zu greifen, sondern auch andere Gegenstände, beispielsweise Holz oder metallische Objekte, sicher und fest zu ergreifen, zu halten und somit gemeinsam mit den Sedimentstoffen zu entfernen. Die Greiferschaufeln sind vorzugsweise relativ zueinander und relativ zu dem Gehäuse schwenkbar gelagert, sodass sie an dem Gehäuse im Bereich der bodenseitigen Öffnung durch Relativverschwenkung geöffnet und geschlossen werden können. Zugleich sind sie bevorzugt relativ zu dem Gehäuse - in Längsrichtung gesehen - lagefest angeordnet. Sie werden also insbesondere nicht relativ zu dem Gehäuse translatorisch gehoben oder abgesenkt, insbesondere nicht durch das Gehäuse hindurch nach oben oder unten geführt, sondern vielmehr gemeinsam mit dem Gehäuse in vertikaler Richtung relativ zu dem Gewässergrund verlagert. Das Aufnahmevolumen des Gehäuses ist dabei zumindest in der Schließstellung stets oberhalb der Greiferschaufeln angeordnet, wobei diese gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung in der Offenstellung teilweise oder vollständig in das Aufnahmevolumen hineingeschwenkt werden können.
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Die Greiferschaufeln sind gemeinsam vorzugsweise als Baggergreifer, der zwei relativ zueinander schwenkbare Schaufelelemente, mithin Greiferschaufeln, aufweist, ausgestaltet.
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Die Greiferschaufeln sind bevorzugt eingerichtet, um in der Schließstellung, das heißt insbesondere in aufeinander zu und gegeneinander geschwenktem Zustand, miteinander dicht zu schließen. Sie weisen hierzu bevorzugt jeweils eine geeignete Dichtkante auf, wobei die Dichtkanten der Greiferschaufeln in der Schließstellung aneinander anliegen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Sedimentstoffe beim Ausheben aus dem Gewässer zwischen den Greiferschaufeln hindurch aus dem Aufnahmevolumen austreten können.
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Bevorzugt ist an dem Gehäuse eine Dichteinrichtung angeordnet, welche die Greifervorrichtung seitlich abdichtet, sodass Sedimentstoffe beim Ausheben aus dem Gewässer nicht seitlich zwischen der Greifervorrichtung und der Gehäusewandung andererseits entweichen können. Hierzu können insbesondere Dichtlippen an dem Gehäuse angeordnet sein, die an Seiten- oder Bodenwandungen der wenigstens einen Greiferschaufel zumindest in der Schließstellung, vorzugsweise aber in allen Funktionsstellungen zwischen der Offenstellung und der Schließstellung, dicht anliegen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Greiferschaufeln zumindest in der Offenstellung in dem Gehäuse angeordnet sind. Sie sind also in der Offenstellung insbesondere innerhalb der Gehäusewandung angeordnet. Vorzugsweise sind sie in der Offenstellung vollständig in dem Gehäuse angeordnet, insbesondere in das Aufnahmevolumen eingeschwenkt. Auf diese Weise ist es möglich, die Entnahmevorrichtung mit der bodenseitigen Öffnung besonders leicht in eine Sedimentstoffschicht sowie den Gewässergrund einzudrücken, und anschließend durch Schließen der Greifer die in dem Aufnahmevolumen angeordneten Sedimentstoffe sowie bevorzugt einen Teil des Gewässergrunds - quasi als Dichtmasse - gleichsam auszustechen. Ausgehend von der Offenstellung werden die Greiferschaufeln dann zur Verlagerung in die Schließstellung zumindest teilweise aus dem Gehäuse herausgeschwenkt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schließmechanismus wenigstens eine Schneide aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, mittels des Schließmechanismus insbesondere bei einer Verlagerung von der Offenstellung in die Schließstellung größere Objekte, die ansonsten die Entnahme der Sedimentstoffe stören könnten, zu zerteilen, und dann insbesondere stückweise aus dem Gewässer herauszufördern.
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Die Schneide ist dementsprechend bevorzugt eingerichtet, um bei einer Verlagerung des Schließmechanismus von der Offenstellung in die Schließstellung Gegenstände zu zerteilen. Insbesondere ist die Schneide eingerichtet, um Gegenstände aus Holz, insbesondere Äste, oder sonstige auf Gewässerböden anzutreffende Objekte zu zerteilen. Auf diese Weise können auch Objekte von dem Gewässergrund gehoben werden, die insgesamt zur Entnahme durch die Entnahmevorrichtung zu groß sind.
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Vorzugsweise weist jede Greiferschaufel der wenigstens einen Greiferschaufel an einem Greifende eine solche Schneide auf. Unter einem Greifende wird dabei derjenige Bereich oder dasjenige Ende der jeweiligen Greiferschaufel verstanden, welches in der Schließstellung an dem entsprechenden anderen Ende, also Greifende, der anderen Greiferschaufel oder an dem Gehäuse anliegt. Die Schneide ist bevorzugt zugleich als Dichtkante der Greiferschaufel ausgebildet. Die Greiferschaufeln berühren sich also in der Schließstellung gegenseitig mit ihren Greifenden, oder die genau eine Greiferschaufel berührt das Gehäuse, vorzugsweise eine Gehäusekante, mit ihrem Greifende. Das Gehäuse, insbesondere die Gehäusekante, kann ebenfalls eine Schneide tragen, die dann mit der Schneide der Greiferschaufel zusammenwirkt. Auf diese Weise ist es sehr effizient möglich, auch größere Objekte zwischen den schneidenbewehrten Greifenden und/oder Gehäusekanten zu zerteilen.
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Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die wenigstens eine Greiferschaufel Reißzähne aufweist, die zum einen zu einer leichteren Fassung insbesondere von Bereichen des Gewässergrunds und zum anderen zu einer verbesserten Zerteilung von Objekten beitragen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse oberseitig geschlossen ist. Auf diese Weise kann ein Eindringen von störenden Stoffen oder Materialien, insbesondere auch von Umwelteinflüssen oder dergleichen, in das Gehäuse vermieden werden. Vorzugsweise weist das Gehäuse an seiner Oberseite eine Durchführung zur Betätigung des Schließmechanismus auf. Hierbei kann es sich um eine mechanische Durchführung für ein Gestänge handeln, über welches der Schließmechanismus insbesondere bei Relativverlagerung des Gestänges zu dem Gehäuse öffen- und schließbar ist. Es kann sich aber auch um eine hydraulische Durchführung, eine elektrische Durchführung, eine pneumatische Durchführung oder eine andersgeartete Durchleitung von Energie oder Leistung zur Betätigung des Schließmechanismus handeln. Entsprechend kann der bodenseitig angeordnete Schließmechanismus selbst wenigstens einen Aktor aufweisen, beispielsweise in Form von wenigstens einem Elektromotor, wenigstens einem Linearmotor, wenigstens einem Hydraulikzylinder, wenigstens einem Pneumatikzylinder, oder einen anderen geeigneten Antrieb. Es ist aber auch möglich, dass der Schließmechanismus rein mechanisch über ein außerhalb des Gehäuses aktuiertes Gestänge betätigt wird.
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Es ist aber auch möglich, dass das Gehäuse oberseitig offen ausgebildet ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Entnahmevorrichtung eine Koppeleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist zur Kopplung der Entnahmevorrichtung mit einer Wasserbaumaschine. Besonders bevorzugt ist die Koppeleinrichtung eingerichtet zur Kopplung der Entnahmevorrichtung mit einem Bagger, insbesondere einem Schwimmbagger. Die Entnahmevorrichtung kann dabei insbesondere anstelle eines anderen Werkzeugs, beispielsweise einer Baggerschaufel oder dergleichen, an der Wasserbaumaschine angeordnet und durch diese verlagert und betätigt werden. Die Koppeleinrichtung weist hierfür bevorzugt geeignete Schnittstellen und Anschlüsse, insbesondere hydraulische und/oder mechanische Schnittstellen und/oder Anschlüsse, auf.
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Zur Erfindung gehört auch ein Bagger, insbesondere ein Schwimmbagger oder ein auf einer Schwimmplattform angeordneter Bagger, der eine erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung oder eine Entnahmevorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit dem Bagger ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Entnahmevorrichtung erläutert wurden. Die Entnahmevorrichtung ist bevorzugt anstelle einer herkömmlichen Baggerschaufel an dem Bagger angeordnet, sodass der Bagger mittels der Entnahmevorrichtung Sedimentstoffe von dem Gewässergrund fassen, anheben und an geeigneter Stelle aus dem Aufnahmevolumen ablassen kann. Dabei ist der Bagger bevorzugt ausgelegt, um die Entnahmevorrichtung einerseits bereichsweise bis zu dem Gewässergrund abzusenken und vorzugsweise zumindest teilweise in den Gewässergrund hineinzudrücken, wobei er andererseits ausgelegt ist, um die Entnahmevorrichtung insgesamt über den Wasserspiegel des Gewässers hinaus anzuheben.
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Zur Erfindung gehört auch eine Kombination einer Schwimmplattform mit einem auf der Schwimmplattform angeordneten Bagger, der eine erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung oder eine Entnahmevorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Dabei ergeben sich insbesondere die bereits erläuterten Vorteile.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Entwässerungsöffnung schließbar ist. Auf diese Weise kann ein Herausdringen von Wasser aus dem Aufnahmevolumen über die Entwässerungsöffnung verhindert werden, wenn dies nicht gewünscht ist. Bevorzugt ist der Entwässerungsöffnung hierzu ein Entwässerungsöffnungs-Schließmechanismus zugeordnet, der beispielsweise geeignete Klappen, Schieber oder dergleichen aufweist, mittels derer die Entwässerungsöffnung insbesondere dicht geschlossen werden kann. Die Entwässerungsöffnung ist dabei in einem ersten Funktionszustand des Entwässerungsöffnungs-Schließmechanismus geöffnet und in einem zweiten Funktionszustand des Entwässerungsöffnungs-Schließmechanismus geschlossen. Bevorzugt ist ein Durchtrittsquerschnitt durch die Entwässerungsöffnung mittels des Entwässerungsöffnungs-Schließmechanismus variierbar, wobei auch Zwischenpositionen, vorzugsweise kontinuierliche Zwischenpositionen, zwischen dem ersten Funktionszustand und dem zweiten Funktionszustand einstellbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Entnahmevorrichtung eine Lage- und/oder Positionserfassungseinrichtung auf, beispielsweise ein Satellitenortungssystem und/oder andere oder weitere Sensormittel zur Bestimmung eines aktuellen Standorts und/oder einer Trimmung und/oder Krängung einer die Entnahmevorrichtung aufweisenden Wasserbaumaschine auf der Gewässeroberfläche. Bevorzugt ist wenigstens eine weitere Sensorvorrichtung vorgesehen, welche eingerichtet ist zur Positionsermittlung der Entnahmevorrichtung insbesondere während eines Hub- und Absenkvorgangs, und/oder zur Erfassung einer aktuellen Gewässergrundtopographie, vorzugsweise in Echtzeit-Übertragung. Insbesondere mittels entsprechender Datenaufbereitungstechnologie ist es dann möglich, den behandelten Gewässerabschnitt, insbesondere die Gewässersohle, zu kartieren und bevorzugt für einen Maschinenführer der Wasserbaumaschine, vorzugsweise in einem Baggerführerhaus, zu visualisieren. Das Entfernen der Sedimentstoffe von dem Gewässergrund kann dann im Übrigen auch - insbesondere automatisiert - navigationsgesteuert, insbesondere satellitennavigationsgesteuert, vorgenommen werden, wodurch eine besonders hohe Präzision der Sedimentstoffentfernung erreicht wird.
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Vorzugsweise erstreckt sich die wenigstens eine Entwässerungsöffnung - in Längsrichtung gesehen - über die Hälfte, vorzugsweise über ein Drittel, vorzugsweise über ein Viertel der Längserstreckung, also der Höhe, der Gehäusewandung.
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Die wenigstens eine Entwässerungsöffnung ist bevorzugt in einem oberen Bereich des Gehäuses, insbesondere in einer oberen Hälfte, vorzugsweise in einem oberen Drittel, vorzugsweise in einem oberen Viertel des Gehäuses angeordnet.
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Vorzugsweise beträgt eine in Längsrichtung gemessene Länge des Gehäuses von mindestens 0,3 m bis höchstens 8 m, vorzugsweise von mindestens 2 m bis höchstens 4 m.
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Vorzugsweise beträgt eine in Längsrichtung gemessene Länge der wenigstens einen Entwässerungsöffnung von mindestens 0,1 m bis höchstens 4 m, vorzugsweise von mindestens 1 m bis höchstens 2 m.
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Vorzugsweise beträgt ein in Längsrichtung gemessener Abstand einer Unterkante der wenigstens einen Entwässerungsöffnung von der bodenseitigen Öffnung, insbesondere von einer Unterkante des Gehäuses, von mindestens 0,2 m bis höchstens 7 m, vorzugsweise von mindestens 1 m bis höchstens 5 m.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Entnahmevorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Entnahmevorrichtung oder einer Entnahmevorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, geschaffen wird. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Es wird ein Gehäuse mit einer ein Aufnahmevolumen für Sedimentstoffe und Wasser umgreifenden Gehäusewandung und wenigstens einer bodenseitigen Öffnung hergestellt. Ein Schließmechanismus wird an der bodenseitigen Öffnung angeordnet, sodass die bodenseitige Öffnung durch den Schließmechanismus in einer Offenstellung freigebbar und in einer Schließstellung schließbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass eine Sedimenthöhe eines mit der Entnahmevorrichtung zu fassenden Sedimentstoffs oder Sedimentstoffgemischs über einem Gewässergrund ermittelt wird. Die wenigstens eine Entwässerungsöffnung wird dann in einem Längsabstand zu der bodenseitigen Öffnung an der Gehäusewandung positioniert, wobei der Längsabstand mindestens der Sedimenthöhe entspricht. Die Entwässerungsöffnung kann dabei vor oder nach dem Herstellen des Gehäuses in die Gehäusewandung eingebracht werden. Wichtig ist, dass die Entnahmevorrichtung an zu behandelnde Gewässer angepasst wird, indem die Sedimenthöhe ermittelt und die Lage der Entwässerungsöffnung so gewählt wird, dass der Längsabstand und damit insbesondere die vertikale Erstreckung des ringsum geschlossenen Bereichs des Aufnahmevolumens mindestens der Sedimenthöhe entspricht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die zu fördernden Sedimentstoffe bei jedem Hub der Entnahmevorrichtung vollständig in dem Aufnahmevolumen angeordnet werden und dort verbleiben können, wobei sie nicht über die wenigstens eine Entwässerungsöffnung austreten. Vielmehr tritt durch die wenigstens eine Entwässerungsöffnung lediglich Wasser aus, welches oberhalb der Sedimentstoffe gefasst wurde. Zugleich wird so aber auch gewährleistet, dass die Sedimentstoffe möglichst verwirbelungsfrei gefasst werden, da sich das Gehäuse in einem teilweise in den Gewässergrund eingedrückten oder bis auf den Gewässergrund abgesenkten Zustand bis oberhalb einer Oberkante der Sedimentstoffe erstreckt, sodass die Gehäuseoberkante nicht mit den abgelagerten Sedimentstoffen in Kontakt kommt und diese nicht als Störkontur verwirbeln kann. Insbesondere bei einem vorsichtigen Anheben der Entnahmevorrichtung kann so eine Neuverteilung der Sedimentstoffe in dem Gewässer weitestgehend vermieden werden, wodurch das Abfördern der Sedimentstoffe sehr effizient gestaltet wird. Unter einer Sedimenthöhe wird dabei eine - in vertikaler Richtung gemessene - Höhe der zu fassenden Sedimentstoffe über dem Gewässergrund verstanden.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zum Entnehmen von Sedimentstoffen aus einem Gewässer mit einer erfindungsgemäßen Entnahmevorrichtung oder einer Entnahmevorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. Dieses Verfahren weist folgende Schritte auf: Das Gehäuse der Entnahmevorrichtung wird mit seiner bodenseitigen Öffnung in Längsrichtung gesehen, das heißt insbesondere in vertikaler Richtung, auf einen Gewässergrund abgesenkt, während der Schließmechanismus in seiner Offenstellung angeordnet ist. Das Absenken erfolgt dabei durch eine Schicht aus Sedimentstoffen hindurch, wobei die Sedimentstoffe - quasi als vertikale Sedimentstoffsäule - in dem Aufnahmevolumen des Gehäuses angeordnet werden. Anschließend wird die bodenseitige Öffnung bevorzugt in den Gewässergrund eingedrückt. Die bodenseitige Öffnung wird mittels des Schließmechanismus geschlossen. Durch das Eindrücken der bodenseitigen Öffnung in den Gewässergrund werden nicht nur die Sedimentstoffe in dem Aufnahmevolumen eingeschlossen, sondern es wird zugleich auch ein Teil des Gewässergrunds durch den Schließmechanismus mit eingeschlossen, wobei der - im Vergleich zu den Sedimentstoffen - dichtere Gewässergrund quasi als Abdichtung an der Unterseite des Aufnahmevolumens wirkt. Das Aufnahmevolumen kann also durch den mitergriffenen Materialanteil des Gewässergrunds nach unten hin ausreichend abgedichtet werden. In dem Aufnahmevolumen befinden sich nun die wasserhaltigen Sedimentstoffe sowie insbesondere oberhalb der Oberkante der Sedimentstoffe nahezu reines - das heißt sedimentstofffreies - Wasser.
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Die Entnahmevorrichtung wird nun mit dem in der Schließstellung angeordneten Schließmechanismus über den Wasserspiegel des Gewässers angehoben. Dabei entweicht prozessbedingt mitgefasstes und in dem Aufnahmevolumen angeordnetes Wasser schwerkraftbetrieben selbsttätig über die wenigstens eine Entwässerungsöffnung. Hierdurch wird der Anteil des mitgeförderten Wassers - insbesondere im Vergleich zu einem Saugspülverfahren - stark reduziert. Die Sedimentstoffe werden aus dem Aufnahmevolumen in ein Abladevolumen entladen, indem der Schließmechanismus geöffnet wird. Hierzu wird die Entnahmevorrichtung bevorzugt über das Abladevolumen geschwenkt, wobei dann der Schließmechanismus über dem Abladevolumen geöffnet wird, sodass die Sedimentstoffe aus dem Aufnahmevolumen über die bodenseitige Öffnung in das Abladevolumen hineinfallen.
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Das Abladevolumen ist vorzugsweise an oder auf einem Schwimmkörper, insbesondere einem weiteren Schwimmkörper zusätzlich zu der Wasserbaumaschine, die bevorzugt die Entnahmevorrichtung aufweist, angeordnet. Bei dem Aufnahmevolumen kann es sich zum Beispiel um eine Bunkervorrichtung, insbesondere eine Schute oder dergleichen handeln. Das Abladevolumen kann dabei an oder auf einem Schubschiff, einem Ponton, einer Schwimmplattform oder dergleichen angeordnet sein. Es bedarf mithin keiner teuren und energetisch aufwändigen Förderung der Sedimentstoffe an Land; insbesondere entfällt das Vorsehen einer Schwimmleitung sowie entsprechender Pumpen.
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Im Übrigen verwirklichen sich in Zusammenhang mit dem Verfahren insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Entnahmevorrichtung erläutert wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Entnahmevorrichtung zum Entnehmen von Sedimentstoffen von einem Gewässergrund;
- 2 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels der Entnahmevorrichtung gemäß 1;
- 3 eine erste Ansicht einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Entnehmen von Sedimentstoffen aus einem Gewässer mit dem Ausführungsbeispiel der Entnahmevorrichtung gemäß den 1 und 2;
- 4 eine weitere Ansicht der Ausführungsform des Verfahrens gemäß 3, und
- 5 eine weitere, schematische Ansicht des Verfahrens gemäß den 3 und 4.
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1 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Entnahmevorrichtung 1 zum Entnehmen von Sedimentstoffen von einem Gewässergrund, die ein Gehäuse 3 aufweist, wobei das Gehäuse 3 eine ein in 3 dargestelltes Aufnahmevolumen 5 für Sedimentstoffe und Wasser umgreifende Gehäusewandung 7 aufweist. Das Gehäuse 3 weist eine bodenseitige Öffnung 9 auf, wobei die bodenseitige Öffnung 9 durch einen Schließmechanismus 11 in einer Offenstellung des Schließmechanismus 11 freigebbar und in einer Schließstellung des Schließmechanismus 11 schließbar ist. Die Gehäusewandung 7 weist in einem der bodenseitigen Öffnung 9 abgewandten Bereich mindestens eine von der bodenseitigen Öffnung 9 beabstandete Entwässerungsöffnung, hier eine Mehrzahl von Entwässerungsöffnungen 13, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet ist, auf. Im Übrigen ist die Gehäusewandung 7 zwischen der bodenseitigen Öffnung 9 und den Entwässerungsöffnungen 13 ringsum geschlossen.
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Die Entnahmevorrichtung 1 weist eine sich in 1 im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckende Längsrichtung auf, entlang derer die Entwässerungsöffnungen 13 von der bodenseitigen Öffnung 9 beabstandet sind. Die Entwässerungsöffnungen 13 sind hier als sich in Längsrichtung gesehen erstreckende Schlitze ausgebildet. Das Gehäuse 3 bildet insbesondere einen Fassungsschacht, in dem Sedimentstoffe und Wasser anordenbar sind. Dabei können zunächst Sedimentstoffe und Wasser über die bodenseitige Öffnung 9 in das Aufnahmevolumen 5 eingebracht werden, wobei Wasser oberhalb der Sedimentstoffe bei einem Herausheben der Entnahmevorrichtung 1 über den Wasserspiegel eines Gewässers hinaus gravitationsgetrieben aus den Entwässerungsöffnungen 13 abfließen kann. Der Wasseranteil des so gehobenen Stoffvolumens wird hierdurch verringert. Die Entnahmevorrichtung 1 ist einfach und kostengünstig aufgebaut und kann wartungsarm und fehlerfrei betrieben werden. Zugleich werden Verwirbelungen der Sedimentstoffe in dem Gewässer weitestgehend vermieden.
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In 1 ist auch dargestellt, dass das Gehäuse 3 oberseitig geschlossen ist. Es weist insbesondere einen Gehäusedeckel 15 auf, der das Gehäuse 3 nach oben verschließt. In dem Gehäusedeckel 15 ist eine Durchführung 17 angeordnet, die zur Betätigung des Schließmechanismus 11 vorgesehen ist, wobei bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein mechanisches Gestänge die Durchführung 17 durchgreift, welches mit dem Schließmechanismus 11 zu dessen mechanischer Betätigung und insbesondere zu dessen Verlagerung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung wirkverbunden ist.
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In 1 ist auch dargestellt, dass das Gehäuse 3 bevorzugt einen Versorgungsanschluss 19 zum Versorgen der Entnahmevorrichtung 1 mit Leistung und/oder Medien aufweist. Der Versorgungsanschluss 19 kann beispielsweise als elektrischer Anschluss, als hydraulischer Anschluss und/oder als pneumatischer Anschluss ausgebildet sein.
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Die Entnahmevorrichtung 1 weist außerdem bevorzugt eine Koppeleinrichtung 21 zur Kopplung mit einer Wasserbaumaschine, insbesondere mit einem Bagger, besonders bevorzugt mit einem Schwimmbagger, auf. Auf diese Weise kann die Entnahmevorrichtung 1 insbesondere anstelle einer herkömmlichen Baggerschaufel oder dergleichen Baggerwerkzeug mit einem Bagger verbunden und durch den Bagger verlagert und vorzugsweise betätigt werden.
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2 zeigt eine Detailansicht der Entnahmevorrichtung 1 gemäß 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist in 2 das Gehäuse 3 weggelassen, sodass das Innere des Gehäuses 3 sichtbar wird. Dabei ist hier eine Gerüststruktur 23 zur Stabilisierung und Versteifung der Entnahmevorrichtung 1 vorgesehen. Außerdem ist ein mechanisches Gestänge 25 erkennbar, über welches der Schließmechanismus 11 bevorzugt betätigbar ist, wobei das Gestänge 25 bevorzugt über die Durchführung 17 aus dem Gehäuse 3 herausgeführt ist.
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Der Schließmechanismus 11 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Greifervorrichtung 27 auf, die eingerichtet ist, um in der Schließstellung Sedimentstoffe, insbesondere Schlämme, von dem Gewässergrund zu greifen. Zugleich können mit der Greifervorrichtung 27 auch Gegenstände wie beispielsweise Holz, insbesondere in Form von Baumstämmen oder Ästen, metallische Objekte, und andere Objekte gegriffen und durch die Entnahmevorrichtung 1 aus dem Gewässer gefördert werden.
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Die Greifervorrichtung 27 weist bevorzugt zwei relativ zueinander verlagerbare, insbesondere schwenkbare Greiferschaufeln 29 auf, die hier in der Offenstellung und damit in voneinander weggeschwenktem Zustand dargestellt sind. Die Greiferschaufeln 29 und auch insbesondere die Greifervorrichtung 27 insgesamt sind hierbei bevorzugt ausgebildet wie eine herkömmliche Greifer-Bagger-Schaufel mit zwei schwenkbaren Schaufelhälften oder Baggerschaufeln, die zum Öffnen auseinandergeschwenkt und zum Schließen aufeinander zu und gegeneinander geschwenkt werden können. In der Schließstellung liegen die Greiferschaufeln 29 bevorzugt mit jeweiligen Greifenden 31 dicht aneinander an, sodass sie das Aufnahmevolumen 5 nach unten dicht abschließen.
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An dem Gehäuse 3, oder - wie bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel - an der Gerüststruktur 23, sind Dichtungen 33 vorgesehen, die mit Seitenwandungen 35 der Greiferschaufeln 29 zusammenwirken, sodass die Greifervorrichtung 27 und damit der Schließmechanismus 11 auch seitlich in der Schließstellung dicht ist.
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Anhand von 2 zeigt sich auch, dass die Greiferschaufeln 29 an dem Gehäuse 3 schwenkbar, aber in Längsrichtung gesehen relativ zu dem Gehäuse 3 lagefest angeordnet sind.
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Die Greiferschaufeln 29 sind zumindest in der Offenstellung - wie in 2 dargestellt - zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. In 1 ist erkennbar, dass die Greiferschaufeln 29 auch in der Schließstellung bereichsweise in dem Gehäuse 3 angeordnet sind. Auf diese Weise ist der Schließmechanismus 11 vor mechanischen Einwirkungen, insbesondere Schlägen oder Stößen, geschützt, was dessen Dauerfestigkeit und Langlebigkeit erhöht.
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Der Schließmechanismus 11 weist bevorzugt wenigstens eine Schneide 37 auf, die insbesondere eingerichtet ist, um bei einer Verlagerung des Schließmechanismus 11 von der Offenstellung in die Schließstellung Gegenstände zu zerteilen, insbesondere Äste oder andere Gegenstände, die insbesondere auf dem Gewässergrund abgelagert sind. Dabei ist hier vorgesehen, dass jede Greiferschaufel 29 an ihrem jeweiligen Greifende 31 eine solche Schneide 37 aufweist. Die Schneiden 37 wirken dann insbesondere beim Schließen der Greiferschaufeln 29 zusammen, um Gegenstände zu zerteilen.
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Es ist möglich, dass die Greiferschaufeln 29 zusätzlich - hier nicht dargestellte - Reißzähne an ihren Greifenden 31 aufweisen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensschritts einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Entnehmen von Sedimentstoffen 39 aus einem Gewässer 41 mittels der Entnahmevorrichtung 1 gemäß den 1 und 2. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch in 3 ist das Gehäuse 3 weggelassen, um das Aufnahmevolumen 5 sichtbar zu machen.
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Im Rahmen des Verfahrens wird das Gehäuse 3 mit der bodenseitigen Öffnung 9 in Längsrichtung gesehen auf einen Gewässergrund 43 abgesenkt, wobei dies mit in Offenstellung angeordnetem Schließmechanismus 11 erfolgt, sodass beim Absenken der Entnahmevorrichtung 1 durch eine Schicht aus Sedimentstoffen 39 hindurch diese Sedimentstoffe 39 sowie mit den Sedimentstoffen 39 vermengtes Wasser und oberhalb der Sedimentstoffe 39 angeordnetes Wasser 45 in das Aufnahmevolumen 5 gelangen kann.
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Die bodenseitige Öffnung 9 wird dann bevorzugt in den Gewässergrund 43 eingedrückt.
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In 3 ist auch ein Wasserspiegel 47 des Gewässers 41 dargestellt.
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4 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt der Ausführungsform des Verfahrens gemäß 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist in 4 auch das Gehäuse 3 dargestellt.
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Nach dem Eindrücken der bodenseitigen Öffnung 9 in den Gewässergrund 43 wird der Schließmechanismus 11 geschlossen. Dabei greifen hier die Greiferschaufeln 29 bereichsweise den Gewässergrund 43, dessen im Vergleich zu den Sedimentstoffen 39 deutlich dichteres Material dann quasi als Dichtstopfen zur Dichtung des Aufnahmevolumens 5 im Bereich der bodenseitigen Öffnung 9 verwendet wird.
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Anhand von 4 zeigt sich auch, dass die Entwässerungsöffnungen 13 oberhalb einer Sedimenthöhe, das heißt oberhalb einer Oberkante 49 der Schicht der Sedimentstoffe 39 über dem Gewässergrund 43 angeordnet sind, sodass die in dem Aufnahmevolumen 5 angeordneten Sedimentstoffe 39 nicht bis zu den Entwässerungsöffnungen 13 reichen und somit aus diesen auch nicht ausdringen können.
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5 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Ausführungsform des Verfahrens gemäß den 3 und 4. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist in 5 dargestellt, dass die Entnahmevorrichtung 1 über den Wasserspiegel 47 des Gewässers 41 angehoben wird, wobei das in dem Aufnahmevolumen 5 oberhalb der Sedimentstoffe 39 angeordnete Wasser 45 schwerkraftbetrieben über die Entwässerungsöffnungen 13 entweicht, was hier schematisch durch Pfeile P dargestellt ist.
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Die Sedimentstoffe 39 werden anschließend aus dem Aufnahmevolumen 5 in ein Abladevolumen 51 entladen, indem der Schließmechanismus 11 in die Offenstellung verlagert wird. Zuvor wird die Entnahmevorrichtung 1 über das Abladevolumen 51 verlagert, insbesondere geschwenkt.
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Die Entnahmevorrichtung 1 ist hier an einem Schwimmbagger 53 angeordnet und mit dem Schwimmbagger 53 wirkverbunden, wobei der Schwimmbagger 53 die Entnahmevorrichtung 1 auf den Gewässergrund 43 absenken, dort betätigen, über den Wasserspiegel 47 anheben, über das Abladevolumen 51 schwenken und den Schließmechanismus 11 dort zum Entladen der Sedimentstoffe 39 öffnen kann.
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Das Abladevolumen 51 ist vorzugsweise auf einem Ponton 55 gelagert und besonders bevorzugt als Schute 57 ausgebildet. Das Ponton 55 und der Schwimmbagger 53 können insbesondere miteinander verbunden sein, sodass der Schwimmbagger 53 das Ponton 55 mit sich führen, insbesondere hinter sich herziehen kann.
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Anhand von 5 wird auch deutlich, dass die Sedimentstoffe 39 bevorzugt säulenweise mittels der Entnahmevorrichtung 1 aus dem Gewässer 41 ausgestochen werden, wobei nur eine äußerst geringe Verwirbelung - wenn überhaupt - der Sedimentstoffe 9 erfolgt, sodass deren Umverteilung in dem Gewässer 41 zumindest weitestgehend vermieden wird.
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Anhand von 5 zeigt sich auch, dass der Gewässergrund 43 oberhalb eines eigentlichen Gewässerbodens 59 angeordnet sein kann, wobei der Gewässergrund 43 in diesem Fall eine Sedimentschicht umfasst, die dichter gelagert ist als die eigentliche, zu fördernde Sedimentstoffschicht der Sedimentstoffe 39. Die Sedimentschicht des Gewässergrunds 43 ist dabei zwischen dem eigentlichen Gewässerboden 59 und der Schicht der Sedimentstoffe 39 angeordnet.
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Die Entnahmevorrichtung 1 wird bevorzugt hergestellt, indem das Gehäuse 3 mit der Gehäusewandung 7 und der bodenseitigen Öffnung 9 hergestellt wird, wobei der Schließmechanismus 11 an der bodenseitigen Öffnung 9 angeordnet wird. Es wird eine Sedimenthöhe des mit der Entnahmevorrichtung 1 zu fassenden Sedimentstoffs 39 oder Sedimentstoffgemischs über dem Gewässergrund 43 ermittelt. Die Entwässerungsöffnungen 13 werden in einem Längsabstand zu der bodenseitigen Öffnung 9 an der Gehäusewandung 7 positioniert, wobei dieser Längsabstand mindestens der Sedimenthöhe entspricht. Damit wird sichergestellt, dass die Entwässerungsöffnungen 13 bei der konkreten, bestimmungsgemäßen Anwendung der Entnahmevorrichtung 1 in dem Gewässer 41 stets oberhalb der Oberkante 49 der Sedimentstoffe 39 angeordnet sind.
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Mit der hier vorgeschlagenen Entnahmevorrichtung 1, dem Verfahren zur Herstellung der Entnahmevorrichtung 1 und dem Verfahren zum Entnehmen von Sedimentstoffen 39 aus dem Gewässer 41 wird eine kostengünstige, sehr effiziente und leicht durchführbare Möglichkeit geschaffen, auch stark wasserhaltige Sedimentstoffe 39 wie Eisenhydroxidschlamm mit verringertem Wasseranteil zu fördern.
