DE1634724C3

DE1634724C3 - Device for digging earth material from the bottom of a body of water

Info

Publication number: DE1634724C3
Application number: DE19661634724
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Bodine jun., Albert George, Van Nuys, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1966-12-29
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1977-05-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausheben von Erdmaterial vom Grund eines Gewässers mit einem sich bis zum Gewässergrund erstreckenden Baggerrohr, gegen den Gewässergrund gerichteten Abstrahlflächen nahe dem unteren Ende des Baggerrohres für Schwingungsenergie hoher Frequenzen und einem mit den Abstrahlflächen gekoppelten Schwingungsgenerator. The invention relates to a device for digging earth material from the bottom of a body of water a dredging pipe extending to the bottom of the water, directed against the bottom of the water Radiating surfaces near the lower end of the dredging pipe for vibration energy of high frequencies and a vibration generator coupled to the radiating surfaces.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (CH-PS 12 928) wird Ultraschallenergie verwendet, die von einem nahe dem unteren Ende des Baggerrohres sitzenden Ultraschallgenerator gegen den Boden abgestrahlt wird. Dort wird die am Schwingungsgenerator austretende Energie über den Saugkopf an den Boden weitergegeben ohne daß die Eigenschwingungen des Saugkopfes auf das gesamte Schwingungssystem abgestimmt sind. Dabei wird angestrebt, das Baggerrohr möglichst von Schwingungsbewegungen fern zu halten, indem es schwingungsdämpfend mit dem Saugkopf verbunden ist.In a known device of this type (CH-PS 12 928) uses ultrasonic energy from a near the bottom of the dredge pipe seated ultrasonic generator is radiated against the floor. There it is on the vibration generator Exiting energy is passed on to the floor via the suction head without the natural vibrations of the suction head are matched to the entire vibration system. The aim is to use the excavator pipe Keep away from vibration movements by dampening vibrations with the suction head connected is.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den hohen Energieinhalt eines Resonanzschwingungssystems zum Auflockern und Aufbrechen des Gewässerbodens einzusetzen, um auch festen Gewässeruntergrund wirtschaftlich abtragen zu können. In contrast, the invention is based on the object of the high energy content of a resonance oscillation system use to loosen and break up the bottom of the water in order to be able to remove solid water subsoil economically.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das Baggerrohr die Kopplung zwischen dem Schwingungsgenerator und den Abstrahlflächen bildet und mit dem Schwingungsgenerator und den Abstrahlflächen fest verbunden ist und daß das Baggerrohr zu elastischen Resbnanzeigenschwingungen mit einem Schwingungsbauch an die Abstrahlflächen aufweisenden Ende angeregt ist. Diese Eigenschwingungen erbringen eine erhöhte Energieübertragung auf den zu lösenden und aufzubrechenden Boden, wobei die energiereichen Eigenschwingungen des Baggerrohrs genutzt sind.The solution to this problem is according to the invention that the dredging pipe is the coupling between the Forms vibration generator and the radiating surfaces and with the vibration generator and the radiating surfaces is firmly connected and that the excavator pipe to elastic Resbnanzeigenschwimmern with a Vibration antinode is excited to the end having the radiating surfaces. These natural vibrations provide increased energy transfer to the soil to be loosened and broken up, with the Energy-rich natural vibrations of the excavator pipe are used.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Baggerrohr zu einer stehenden Resonanzlängsschwingung angeregt werden. Es ist für besondere Anwendungsfälle zweckmäßig, eine Halteeinrichtung am Baggerrohr vorzusehen, mittels der es gegen den Grund drückbar ist. Diese Halteeinrichtung kann als ein senkrecht wirkendes Federelement, insbesondere als Luftfeder, ausgebildet sein, wodurch ein Teil der Last aus Baggerrohr und Abstrahlkopf aufgenommen werden kann, andererseits jedoch auch eine Isolierung des Resonanzschwingungssystems gegenüber einem tragenden Schwimmkörper herbeigeführt wird.In a preferred embodiment, the excavator pipe can lead to a standing resonance longitudinal oscillation be stimulated. It is useful for special applications to have a holding device on the Provide excavator pipe by means of which it can be pressed against the ground. This holding device can be used as a vertically acting spring element, in particular as an air spring, be designed, whereby part of the load can be added from the excavator pipe and radiation head, on the other hand, however, also an insulation of the Resonance vibration system is brought about against a load-bearing floating body.

Zweckmäßig weist das Baggerrohr ein drehbares Hüllrohr auf, an dem die Abstrahlflächen angeordnet sind.The dredging tube expediently has a rotatable jacket tube on which the radiating surfaces are arranged are.

Für gewisse Anwendungsfälle empfiehlt es sich, eine Abstützvorrichtung vorzusehen, durch die das untere Ende des Baggerrohres mit bestimmtem Abstand über dem Boden geführt ist. Dies ist dann wünschenswert, wenn kein zu hartes Angreifen am Untergrund beabsichtigt ist.For certain applications, it is advisable to provide a support device through which the lower The end of the excavator pipe is guided at a certain distance above the ground. This is then desirable if you do not intend to attack the ground too hard.

In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung nach der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtIn the following description, exemplary embodiments of a device according to the invention are based on the drawing explained. It shows

F i g. 1 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, einer Saugbaggervorrichtung,F i g. 1 is a side view, partly in section, of a suction excavator device,

F i g. 2 die Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Saugbaggervorrichtung und
F i g. 3 die Draufsicht auf die linke Seite der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung.F i g. 2 shows the side view of a modified embodiment of the suction excavator device and
F i g. 3 shows the top view of the left side of the FIG. 2 shown device.

Ein Schwimmkörper 10, der auf dem Wasser 11 schwimmt, dient als Träger für eine Saugbaggervorrichtung. Auf der linken Seite des Wassers 11 befindet sich in F i g. 1 eine Böschung 12, die über die Wasseroberfläehe hinausragt, und rechts vom Bagger ist eine Böschung 13 unter der Wasseroberfläche dargestellt.A floating body 10 floating on the water 11 serves as a support for a suction dredging device. On the left side of the water 11 is located in FIG. 1 an embankment 12, which is above the water surface protrudes, and to the right of the excavator an embankment 13 is shown below the surface of the water.

Auf dem Schwimmkörper 10 erhebt sich eine Rahmenkonstruktion 16 über einem Grundrahmen 17, der mit einem Kragarm 18 über den Seitenrand des Schwimmkörpers 10 hinausragt und durch den in einer Durchtrittsöffnung 19 ein senkrecht verlaufendes Baggerrohr 20 hindurchtritt. Das Baggerrohr 20 besteht aus einem steifelastischen Material, im allgemeinen aus Stahl. An seinem oberen Ende ist eine Befestigungsplatte oder ein Flansch 21 angebracht, auf dem ein Schwingungsgenerator 22 steht. Über eine Antriebswelle 24 wird der Schwingungsgenerator 22 mit zwei gegenläufigen Unwuchtläufern von einem Verbrennungsmotor 25 angetrieben, der auf der Rahmenkonstruktion 16 steht.On the floating body 10, a frame construction 16 rises above a base frame 17, which protrudes with a cantilever arm 18 over the side edge of the floating body 10 and through the in a Passage opening 19 a vertically extending excavator pipe 20 passes through. The excavator pipe 20 is made made of a stiff-elastic material, generally steel. At its upper end is a mounting plate or a flange 21 is attached on which a vibration generator 22 stands. Via a drive shaft 24 is the vibration generator 22 with two counter-rotating unbalance rotors from an internal combustion engine 25, which stands on the frame structure 16.

In seinem oberen Abschnitt ist das Baggerrohr 20 mit einer Ausflußöffnung versehen, an die ein Entleerungsschlauch 26 angeschlossen ist, der zu einer von einem In its upper portion, the dredging pipe 20 is provided with an outlet opening to which a drainage hose 26 is connected to one of one

weiteren Verbrennungsmotor 28 angetriebenen Radialpumpe 27 führt. Über eine Rohrleitung 29 und daran anschließende Schläuche 30 entleert die Radialpumpe 27 auf das Land hinter der Böschung 12. Die Radialpumpe 27 mit ihrem Verbrennungsmotor 28 stehen auf einem Teilstück 32 der Rahmenkonstruktion 16 (F ig. 1).further internal combustion engine 28 driven radial pump 27 leads. Via a pipe 29 and on it subsequent hoses 30 emptied the radial pump 27 on the land behind the embankment 12. The Radial pump 27 with its internal combustion engine 28 stand on a section 32 of the frame structure 16 (Fig. 1).

Über Parallelführhebel 33 ist das Baggerrohr 20 an einen senkrechten Träger 34 der Rahmenkonstruktion 16 angelenkt, so daß es stets in senkrechter Richtung gehalten wird. Am Baggerrohr 20 ist der Kolben 36 eines Luftzylinders befestigt, der eine Luftfeder 37 darstellt. Der zugehörige Druckluftzylinder 38 ist auf dem Kragarm 18 befestigt. Die untere Zylinderdeckfläche 38a weist eine Öffnung auf, durch die das Baggerrohr 20 hindurchtritt und mit Hilfe von Dichtungselementen 40 abgedichtet ist. Der Kolben 36 ist mit einer Dichtung 41 gegenüber dem Druckluftzylinder 38 abgedichtet. Über eine Druckluftleitung 37a wird die Zylinderkammer mit Druckluft versorgt, so daß das gesamte Gewicht oder nur ein Teil des Gewichtes des Baggerrohres 20 und der daran befestigten Teile abgefangen wird. Mit Hilfe der Luftfeder 37 wird das Baggerrohr 20 schwingungsmäßig gegenüber dem Schwimmkörper 10 isoliert.The excavator pipe 20 is attached to a vertical support 34 of the frame structure via parallel guide levers 33 16 hinged so that it is always held in the vertical direction. The piston 36 is on the excavator pipe 20 of an air cylinder, which is an air spring 37. The associated compressed air cylinder 38 is open attached to the cantilever arm 18. The lower cylinder cover surface 38a has an opening through which the Dredging pipe 20 passes through and is sealed with the aid of sealing elements 40. The piston 36 is sealed with a seal 41 with respect to the compressed air cylinder 38. A compressed air line 37a is the cylinder chamber is supplied with compressed air so that all or part of the weight of the Excavator pipe 20 and the parts attached to it is intercepted. With the help of the air spring 37 Excavator pipe 20 is isolated from the floating body 10 in terms of vibration.

Das Baggerrohr 20 trägt an seinem unteren Ende einen nach außen abstehenden Flansch 47, der von zwei Innenflanschen 48 und 49 eines Hüllrohres 44 umschlossen wird. Nahe seinem oberen Ende ist das Hüllrohr 44 mit einem weiteren Innenflansch 50 ausgestattet, der das Baggerrohr 20 lose umgibt und das Hüllrohr 44 zu diesem konzentrisch hält. Ein Flansch 51 am oberen Rand des Hüllrohres 44 umschließt das Baggerrohr 20 dicht.The excavator pipe 20 carries at its lower end an outwardly protruding flange 47, of two Inner flanges 48 and 49 of a cladding tube 44 is enclosed. It's near its top Cladding tube 44 equipped with a further inner flange 50 which loosely surrounds the excavator tube 20 and that Cladding tube 44 keeps concentric to this. A flange 51 on the upper edge of the cladding tube 44 encloses this Excavator pipe 20 tight.

Das Baggerrohr 20 wird von einem langen Venturi-Rohr 52 durchzogen, dessen untere Öffnung dicht oberhalb des Fußes 46 des Baggerrohres 20 liegt und im Innenflansch 49 angeschweißt ist. Das obere Ende des Venturi-Rohres 52 ist erheblich weiter oben im Baggerrohr 20 an einer Stelle 52a am Baggerrohr 20 angeschweißt.The dredging pipe 20 is traversed by a long Venturi pipe 52, the lower opening of which is tight lies above the foot 46 of the excavator pipe 20 and is welded into the inner flange 49. The top of the Venturi tube 52 is considerably higher up in the dredging pipe 20 at a point 52a on the dredging pipe 20 welded on.

Der Schwingungsgenerator 22 wird von seinem Antrieb mit derartiger Drehzahl angetrieben, daß die Frequenz der Längsschwingung im Baggerrohr 20 eine stehende Welle der elastischen Schwingungen erzeugt. Der Schwingungsgenerator 22 erzeugt im Baggerrohr 20 eine stehende Halbwellen-Schwingung, wenn die Generatorfrequenz gleich SI2L gewählt wird, wobei 5 die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Zug- und Druckwellen im Rohrleitungsmaterial und L die Wellenlänge ist. Das Arbeiten mit einer Halbwellen-Schwingung ist die übliche Anwendungsform, wenngleich es auch möglich ist, Oberwellen dieser Grundwelle zu verwenden. Bei einer derartigen Halbwellen-Schwingung zieht sich das Baggerrohr 20 elastisch zusammen und streckt sich wieder. Der Mittelabschnitt des Rohres steht dabei nahezu still, so daß hier ein Schwingungsknoten besteht. Das obere und das untere Ende des Baggerrohres 20 schwingen mit erheblichem Hub hin und her, da an diesen Stellen Schwingungsbäuche auftreten. Das Gehäuse des Schwingungsgenerators 22 schwingt in senkrechter Richtung im oberen Geschwindigkeitsbauch. The vibration generator 22 is driven by its drive at such a speed that the frequency of the longitudinal vibration in the excavator pipe 20 generates a standing wave of elastic vibrations. The vibration generator 22 generates a standing half-wave vibration in the dredging pipe 20 if the generator frequency is selected to be SI2L, where 5 is the propagation speed of the tensile and pressure waves in the pipeline material and L is the wavelength. Working with a half-wave oscillation is the usual form of application, although it is also possible to use harmonics of this fundamental wave. In the event of such a half-wave oscillation, the excavator pipe 20 contracts elastically and stretches again. The middle section of the tube is almost at a standstill, so that there is a vibration node. The upper and lower ends of the excavator pipe 20 vibrate back and forth with a considerable stroke, since antinodes of vibration occur at these points. The housing of the vibration generator 22 vibrates in the vertical direction in the upper speed curve.

Gelegentlich ist es günstig, wenn das Baggerrohr 20 etwas seitwärts schwingt. Das kann dadurch erreicht werden, daß einer der Unwuchtläufer schwerer ausgeführt wird als der andere oder ganz fortgelassen wird. Es ist aber auch möglich, die gegenseitige Phasenlage der Unwuchtläufer geringfügig zu ändern, um eine Seitenkraft zu erhalten. Die Schwingungen im Baggerrohr 20 haben dann zu der Längskomponente noch eine Biegekomponente. Es ist auch möglich, eine stehende Längswelle entweder für eine Längsschwingung oder für eine Biegeschwingung zu erzeugen. Mit Hilfe der Biegeschwingung werden starke Schwingungskräfte auf das Wasser übertragen.Occasionally it is beneficial if the dredging pipe 20 swings a little sideways. That can be achieved thereby be that one of the unbalanced rotor is made heavier than the other or omitted entirely will. But it is also possible to slightly change the mutual phase position of the unbalance rotors, to get a side force. The vibrations in the dredger pipe 20 then have to be the longitudinal component another bending component. It is also possible to use a standing longitudinal wave for either a longitudinal oscillation or to generate a bending vibration. With the help of the bending vibration, strong vibration forces are created transferred to the water.

Im Bereich des unteren Geschwindigkeitsbauches befindet sich am Baggerrohr 20 dessen Fuß 46. Im allgemeinen ist die Schwingungsart, die gewählt wird, die Längsschwingung, so daß sich der Fuß 46 in senkrechter Richtung auf- und ab bewegt. Die Schwingung kann durchgeführt werden, wenn der Fuß 46 auf dem Grund aufliegt, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist, oder wenn er sich ein kurzes Stück über dem Boden befindet, obgleich es im allgemeinen so ist, daß der Fuß 46 am Boden aufgesetzt wird. Der Schwingung in senkrechter Richtung wird dem Fuß 46 zusätzlich eine langsame Drehschwingung um eine senkrechte Achse überlagert Dies geschieht mit Hilfe einer Schubstange 96, die an einem von der Seite des Hüllrohres 44 vorspringenden Zapfen 97 angreift und auf der anderen Seite von einem Exzenter von einem Antriebsmotor E angetrieben wird.In the area of the lower speed curve, the excavator pipe 20 has its foot 46. In general, the type of vibration that is selected is the longitudinal vibration, so that the foot 46 moves up and down in a vertical direction. The oscillation can be carried out when the foot 46 rests on the ground, as shown in FIG. 1, or when it is a short distance above the ground, although it is generally the case that the foot 46 is placed on the ground. The vibration in the vertical direction is additionally superimposed on the foot 46 by a slow torsional vibration about a vertical axis. This is done with the help of a push rod 96 which engages a pin 97 protruding from the side of the jacket tube 44 and, on the other side, an eccentric from a drive motor E is driven.

Der Fuß 46 ist an seiner Unterseite mit als Abstrahlflächen 46a dienenden Zähnen ausgestattet. Der Ausschlag des Exzenters wird wenigstens so groß gewählt wie der Abstand zwischen zwei Zähnen.The foot 46 is equipped on its underside with teeth serving as radiating surfaces 46a. The deflection of the eccentric is chosen to be at least as large as the distance between two teeth.

Der Fuß 46 wird von einem äußeren Balgen mit mehreren Rippen 46c und Rillen 46d gebildet. Diese Rillen 46c/ und Rippen 46c haben zweierlei Aufgaben; erstens sollen sie bei ihrer senkrechten Bewegung an der Böschung 13 entlangstreichen und Erdmaterial losbrechen, und zweitens bilden sie eine Kopplungsfläche zum umgebenden Wasser 11. Die seitlich vorstehenden Flächen des Balgens wirken als Abstrahlflächen, von denen Schwingungsenergie in das Wasser übertragen wird. Infolge der Schrägstellung dieser Flächen in bezug auf das senkrechte Baggerrohr 20 wird die Energie hauptsächlich schräg nach außen vom Fuß 46 abgestrahlt. Die nach außen vorstehenden Flächen und die unteren Flächen der Zähne des Fußes 46 stellen schwingungsmäßige Kopplungsflächen des Baggerrohres 20 mit dem umgebenden Wasser 11 dar, über die Schwingungsenergie abgestrahlt wird, ob sich nun der Fuß 46 in Berührung mit dem Grund 15 befindet oder nicht.The foot 46 is formed by an outer bellows with a plurality of ribs 46c and grooves 46d . These grooves 46c / and ribs 46c have two functions; Firstly, they should brush along the slope 13 as they move vertically and break loose earth material, and secondly they form a coupling surface to the surrounding water 11. The laterally protruding surfaces of the bellows act as radiating surfaces from which vibration energy is transferred into the water. As a result of the inclination of these surfaces with respect to the vertical excavator pipe 20, the energy is mainly radiated obliquely outwards from the foot 46. The outwardly protruding surfaces and the lower surfaces of the teeth of the foot 46 represent vibrational coupling surfaces of the dredging pipe 20 with the surrounding water 11, via which vibrational energy is radiated whether the foot 46 is in contact with the ground 15 or not.

Beim Baggern selbst wird der Fuß 46 im allgemeinen fest gegen den Grund 15 gedruckt, was den Vorteil hat, daß wenigstens ein Teil des Gewichtes des Hüllrohres 44, des Baggerrohres 20 und des Schwingungsgenerators 22 vom Untergrund selbst getragen wird. Das ganze Gewicht oder ein Teil kann aber auch von der Luftfeder 37 aufgenommen werden, so daß das Baggerrohr 20 mit dem Fuß 46 einen Abstand vom Boden aufweist Mit Hilfe der Luftfeder 37 kann also auch eine Höhenverstellung des Baggerrohres 20 vorgenommen werden. Für größere Höhenverstellung ist es jedoch nötig, die Luftfeder 37 anzuheben oder abzusenken.When excavating itself, the foot 46 is generally pressed firmly against the ground 15, which has the advantage of that at least part of the weight of the cladding tube 44, the excavator tube 20 and the vibration generator 22 is borne by the ground itself. However, all or part of the weight can also come from the Air spring 37 are added so that the excavator pipe 20 with the foot 46 a distance from With the aid of the air spring 37, a height adjustment of the excavator pipe 20 can also be carried out be made. For greater height adjustment, however, it is necessary to lift the air spring 37 or lower.

Es wird also zunächst das Baggerrohr 20 in die Nähe des Bodens gebracht; normalerweise wird es auf den Boden fest aufgestütztSo it is first brought the excavator pipe 20 in the vicinity of the ground; usually it will be on the Firmly supported on the ground

Durch Antrieb des Schwingungsgenerator 22 wird dann in dem Baggerrohr 20 eine stehende Längswelle erzeugt durch welche der Fuß 46 gegen den Boden geschlagen wird. Das Lösen des Bodens geht wie folgtBy driving the vibration generator 22, a standing longitudinal wave is then created in the excavator pipe 20 generated by which the foot 46 is struck against the ground. Loosening the soil goes as follows

vor sich. Zunächst werden vom Fuß 46 des Baggerrohres 20 auf den Boden Schwingungen übertragen, deren Schwingungsamplitude etwa denen des Baggerrohrendes gleich sind. Das Material des Untergrundes bricht infolge der Schwingungen schnell auseinander. Das Auseinanderbrechen wird durch die Anwesenheit von Wasser noch beschleunigt, da sich auch im Wasser selbst Druckwellen fortpflanzen und das Wasser dadurch in den Untergrund zwischen die einzelnen Bodenteilchen eindringt. Das Zerbrechen des Bodens infolge seiner Ermüdung geht schneller vonstatten, wenn der Fuß 46 fest gegen den Untergrund gedruckt wird. Außerdem wird infolge der schnellen Schwingungen das losgelöste Erdmaterial mit dem Wasser aufgeschlämmt, was natürlich auch für das bereits lose liegende, abgelagerte Material gilt, so daß der damit gebildete Schlamm leicht durch das Baggerrohr 20 abgesaugt werden kann. Das Abstrahlen von Schwingungsenergie erfolgt an abwärts geneigten und schrägliegenden Abstrahlflächen 46e am Fuß 46, wie etwa den abwärts und auswärts gerichteten Ringflächen der Balgenfläche oder der schrägen Zahnbegrenzungsflächen.in front of you. First of all, vibrations are transmitted from the foot 46 of the excavator pipe 20 to the ground Vibration amplitudes are roughly the same as those of the end of the excavator pipe. The material of the subsurface breaks quickly apart as a result of the vibrations. The breakup is due to the presence of Water even accelerates, since pressure waves propagate in the water itself and the water thereby in penetrates the subsoil between the individual soil particles. The breaking of the ground as a result of it Fatigue occurs faster when the foot 46 is pressed firmly against the ground. Besides that as a result of the rapid vibrations, the detached earth material is slurried with the water, what Of course, this also applies to the already loosely lying, deposited material, so that the sludge formed with it is light can be sucked through the excavator pipe 20. Vibration energy is radiated downwards inclined and sloping radiating surfaces 46e on foot 46, such as those directed downwards and outwards Ring surfaces of the bellows surface or the inclined tooth boundary surfaces.

Die oben genannte Biegeschwingung des Baggerrohres 20 wird dann angewendet, wenn das Baggern parallel zum Boden des Gewässers erfolgt. Dadurch wird ein erheblicher Teil von Schwingungsenergie gegen die Böschung 13 abgestrahlt, so daß diese abgearbeitet und mit Wasser aufgeschlämmt wird, wenn der Schwimmkörper 10 voranschreitet.The above-mentioned bending vibration of the excavation pipe 20 is applied when the excavation takes place parallel to the bottom of the body of water. This releases a significant part of the vibration energy radiated against the slope 13, so that this is processed and slurried with water when the float 10 advances.

Das Venturi-Rohr 52 dehnt und streckt sich zugleich mit dem Baggerrohr 20, an welches es oben und unten angeschweißt ist. Die Bewegung der Innenfläche des Venturi-Rohres 52 ist außerdem nützlich, da dadurch die Reibung des Schlammes an der Rohrinnenwand vermindert wird.The venturi tube 52 expands and stretches at the same time as the dredging tube 20, to which it is above and below is welded on. Movement of the inner surface of venturi tube 52 is also useful because it allows the Friction of the sludge on the inner wall of the pipe is reduced.

Gemäß Fig.2 ist die Vorrichtung mit einem verhältnismäßig kleinen Schwimmkörper 190 ausgestattet, der über dem Boden 192 auf dem Wasser 191 schwimmt. Der Boden 192 ist harter Felsgrund, der mit einer mehr oder weniger leicht zu durchdringenden Auflageschicht 193 bedeckt ist.According to Figure 2, the device is with a relatively small floating body 190, which is above the bottom 192 on the water 191 swims. The bottom 192 is hard rock that is more or less easy to penetrate Overlay layer 193 is covered.

Das Baggerrohr 196 ist schräg geneigt angebracht, so daß es mit einem Ende über die Kante des Schwimmkörpers 190 hinwegragt und mit dem zweiten, mit einem Fuß 198 ausgestatteten Ende, auf dem Boden 192 aufliegt. Der Fuß 198 ist mit einer Stützrolle 198a ausgestattet, die am Boden 192 entlangrollt und ihn immer in geeignetem Abstand vom Boden hält. Das Baggerrohr 196 ist von einem Hüllrohr 199 umgeben, das kurz unterhalb des oberen Endes des Baggerrohres 196 beginnt und sich bis unter die Wasseroberfläche erstreckt. An den beiden Enden des Hüllrohres 199 befinden sich Abstandsringe 100 und 101, die es in entsprechendem Abstand vom Baggerrohr 196 halten.The excavator pipe 196 is mounted at an incline so that one end over the edge of the Floating body 190 protrudes and with the second end equipped with a foot 198 on the ground 192 rests. The foot 198 is equipped with a support roller 198a, which rolls along the floor 192 and him always at a suitable distance from the ground. The excavator tube 196 is surrounded by a cladding tube 199, which begins just below the upper end of the dredging pipe 196 and extends to below the surface of the water extends. At the two ends of the cladding tube 199 there are spacer rings 100 and 101, which are shown in FIG Keep the appropriate distance from the excavator pipe 196.

Das Baggerrohr 196, ein darauf befestigter Schwingungsgenerator 109 und das Hüllrohr 199 sitzen auf einem hufeisenförmigen Federelement 104, daß auf einer Seite mit dem Abstandsring 100 und auf seiner anderen Seite mit der Unterfläche eines schräggeneigten Riffelbrettes 105 verbunden ist. Das Riffelbrett 105, das mit Rippen 105a versehen ist, ist auf dem Schwimmkörper 190 mit gebogenen Blattfedern 106 und 107 befestigt. Ein Teil der Schwingungsenergie geht auch auf das Riffelbrett 105 über, wodurch schwerere Erzbestandteile von dem leichten Sand und den Steinen getrennt werden. Das schwerere Material bleibt in Rillen 1056 des Riffelbrettes 105 zurück. Die beiden Blattfedern 106 und 107 isolieren dann das Riffelbrett 105 vom Schwimmerkörper 190, so daß dieser kaum noch in Schwingungen versetzt wird. Am Hüllrohr 199 sind Handgriffe 108 befestigtThe excavator pipe 196, a vibration generator 109 fastened thereon and the cladding pipe 199 sit on it a horseshoe-shaped spring element 104 that on one side with the spacer ring 100 and on its the other side is connected to the lower surface of an inclined corrugated board 105. The corrugated board 105, which is provided with ribs 105a is on the floating body 190 with curved leaf springs 106 and 107 attached. Part of the vibration energy is also transferred to the corrugated board 105, making heavier ones Ore components are separated from the light sand and stones. The heavier material stays in Grooves 1056 of the corrugated board 105 back. The two leaf springs 106 and 107 then isolate the corrugated board 105 from the float body 190, so that it is hardly set in vibration. On cladding tube 199 handles 108 are attached

Der Schwingungsgenerator 109 hat ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 110, das auf einer Grundplatte 111 befestigt ist, die wiederum auf einem Abstandsstück 112 sitzt, das zwischen die Grundplatte 111 und die Oberseite des Baggerrohres 196 eingefügt ist. Das Baggerrohr 196 ist an seinem oberen Ende gebogen, so daß sich das gepumpte Material mit waagerechtem Austrittsstrom auf das Riffelbrett 105 ergießt. Mit Hilfe von Kopfschrauben 113 ist der Schwingungsgenerator 109 fest auf dem Baggerrohr 196 verschraubt.The vibration generator 109 has a substantially rectangular housing 110 on a base plate 111 is attached, which in turn sits on a spacer 112 between the base plate 111 and the top of the excavator pipe 196 inserted is. The dredge pipe 196 is bent at its upper end so that the pumped material with Poured horizontal outlet stream onto the corrugated board 105. With the help of head screws 113 is the Vibration generator 109 is firmly screwed onto the excavator pipe 196.

Der Schwingungsgenerator 109 wird mit Luft betrieben. Eine Luftzuführleitung 115 verbindet den Generator mit einem Kompressor 116, der von einem Verbrennungsmotor 117 angetrieben wird: Kompressor 116 und Verbrennungsmotor 117 stehen auf einer gemeinsamen Grundplatte 118, die auf Tragbögen 119 abgestützt ist. Die Luft, die aus dem Schwingungsgenerator 109 austritt, wird über eine Leitung 120 in das Hüllrohr 199 geleitet, in welchem sie nach unten strömt und durch Öffnungen 122 im Baggerrohr 196 nahe dem unteren Ende des Hüllrohres 199 in das Baggerrohr 196 eintritt. Die Luft vermischt sich mit dem Wasser, das sich innerhalb des Baggerrohres 196 befindet und vermindert somit dessen Dichte, so daß das Wasser und das darin aufgeschlämmte Bodenmaterial im Baggerrohr 196 nach oben treiben.The vibration generator 109 is operated with air. An air supply line 115 connects the Generator with a compressor 116 which is driven by an internal combustion engine 117: Compressor 116 and internal combustion engine 117 stand on a common base plate 118, which are supported on supporting arches 119 is supported. The air exiting the vibration generator 109 is fed into the Cladding tube 199 passed, in which it flows down and through openings 122 in the dredging tube 196 near the The lower end of the cladding tube 199 enters the excavator tube 196. The air mixes with the water that is located within the dredging pipe 196 and thus reduces its density, so that the water and Drive the soil material suspended in it upwards in the excavator pipe 196.

Der Fuß 198 kann Schneidkanten aufweisen und dann mit dem Boden 192 oder der Auflageschicht 193 in Berührung sein. Der am oberen Ende mit dem elastischen Baggerrohr 196 verbundene Schwingungsgenerator 109 überträgt auf das Baggerrohr eine Schwingung, deren eine Komponente in Längsrichtung des Rohres und deren andere quer zum Rohr orientiert ist. Der Schwingungsgenerator 109 wird so angetrieben, daß seine Frequenz gleich der Resonanzfrequenz einer stehenden Halbwellen-Längsschwingung im Baggerrohr 196 ist; es kann jedoch dazu auch eine Oberschwingung erzeugt werden (s. W in Fi g. 2). Die Komponente der Zentrifugalkraft des Unwuchtrotors, die im rechten Winkel zur Längsachse des Baggerrohres 196 steht, erzeugt in diesem eine Biegeschwingung. Da aber im allgemeinen die Resonanzfrequenz einer stehenden Längswelle und die einer Biegeschwingung erheblich voneinander abweichen, liegt die Biegeschwingung im allgemeinen beträchtlich von einem Resonanzwert entfernt. Das Baggerrohr 196 wird also normalerweise zu Längsschwingungen angeregt, obgleich auch Biegeschwingungen auftreten.The foot 198 may have cutting edges and then be in contact with the floor 192 or the support layer 193. The vibration generator 109, which is connected at the upper end to the elastic excavator pipe 196, transmits a vibration to the excavator pipe, one component of which is oriented in the longitudinal direction of the pipe and the other component is oriented transversely to the pipe. The vibration generator 109 is driven so that its frequency is equal to the resonance frequency of a standing half-wave longitudinal vibration in the excavator pipe 196; however, a harmonic can also be generated for this purpose (see W in FIG. 2). The component of the centrifugal force of the unbalance rotor, which is at right angles to the longitudinal axis of the excavator pipe 196, generates a bending vibration in the latter. However, since the resonance frequency of a standing longitudinal wave and that of a bending vibration generally differ considerably from one another, the bending vibration is generally considerably removed from a resonance value. The excavator pipe 196 is therefore normally excited to vibrate longitudinally, although bending vibrations also occur.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims: -

1. Device for excavating earth material from the bottom of a body of water with a to Dredging pipe extending towards the bottom of the water, radiation surfaces directed against the bottom of the water near the lower end of the dredging pipe for high frequency vibration energy and a Vibration generator coupled to the radiating surfaces, characterized in that the excavator pipe (20, 196) the coupling between the vibration generator (22, 109) and the Forms radiating surfaces (46a, 46e) and with the vibration generator (22, 109) and the radiating surfaces (46a, 46e) is firmly connected and that the excavator pipe (20,196) to elastic resonance vibrations with an antinode at the end having the radiating surfaces (46a, 46e) is stimulated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the excavator pipe (20) to a standing Longitudinal resonance oscillation is excited.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a holding device on the Dredging pipe (20; 196) is provided, by means of which it can be pressed against the base (15).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the holding device as perpendicular acting spring element, in particular as an air spring (37).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the excavator pipe (20) has a rotatable jacket tube (44) on which the radiating surfaces (46a, 46e) are arranged.

6. Apparatus according to claim 1, 2, 4 or 5, characterized by a support device, by soft the lower end of the excavator pipe (20) with a certain distance above the ground (192) is led.