DE2303850C3 - Saugbagger - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Saugbagger mit einem Schiffskörper und einem mit diesem durch eine '■> Saugleitung verbundenen Saugkopf, der mittels mindestens eines Hubseils an einer Hebevorrichtung des Schiffskörpers aufgehängt ist. welche eine zum Einholen und Ausfieren von Seil betätigbare Winde zwecks Einstellen des Abstands des Saugkopfs vom Schiffskör- ■»> per und einen Seillängenversteller mit vom Kolben eines gegen ein Druckgefäß arbeitenden Hydraulikzylinders getragener Umlenkrolle für den Dünungsaesgleich aufweist, wobei eine durch auf die Stellung des Kolbens ansprechende Tastmittel gesteuerte Regelein- ⁴"' richtung zum Verändern der Seillänge in Abhängigkeit von der Kolbenstellung vorgesehen ist.

Ein derartiger Saugbagger, und zwar als Schleppkopfsaugbagger ausgebildet, ist aus DE-OS 16 34 899 bekannt, wobei die Regeleinrichtung die Winde in ^Γ)η Abhängigkeit von den Kolbenausschlägen derart Steuert, daß die Winde Seil nachgibt oder einholt, um den Kolben in seine Mittellage zurückzuführen und dadurch eine im wesentlichen konstante Seilspannung aufrechtzuerhalten. Diese Art des Seillängenausgleichs ^ ist anwendbar bei Schleppkopfsaugbaggern, da bei diesen der Saugkopf auf dem Boden aufliegt und somit sein Abstand vom Schiffskörper durch die örtliche Wassertiefe vorgegeben ist, so daß eine Veränderung der Seillänge nicht zur Veränderung dieses Abstandes. ^W) sondern bei vorgegebenem Abstand nur zum Verhindern einer Schlaffseilbildung bzw. zum Einhalten einer gewünschten Seilspannung und damit eines gewünsch= ten Auflagedruckes de~s Saugkopfes auf dem Boden dienen kann. ">

Entsprechendes gilt von einer aus der Zeitschrift »Konstruktion«, 1962, S. 81 bis 99, bekannten hydraulischen Kompensatiönseinrichtung an der Hebevorriclv tung eines Saugbaggers, die zum Heben und Senken des Saugkopfes einen nicht gegen ein offenes Druckgefäß wirkenden, sondern starr einstellbaren Hydraulikzylinder sowie Tastmittel für die Seilspannung aufweist, die die Ölzufuhr zum Hydraulikzylinder so steuern, daß dieser Längenausgleichsbewegungen zum Konstanthalten der Seilspannung durchführt

Derartige bekannte Dünungskompensationsvorrichtungen sind aber nicht geeignet zur Verwendung bei Saugbaggern mit im Boden steckend arbeitendem Saugkopf, bei denen durch Einstellen der Seillänge mittels der Winde eine gewünschte Arbeitstiefe des Saugkopfes im Boden eingestellt werden muß. Bei solchen Saugbaggern können zwischen dem in tieferen Bodenschichten steckenden Saugkopf und dem sich z. B. durch Wellengang nach oben bewegenden Schiffskörper sehr starke Seilspannungen auftreten, die zum Bruch des Seils oder zur Beschädigung der Saugeinrichtung führen können, wenn nicht ein entsprechender Seillängenausgleich vorgesehen ist. Würde man aber die vorstehend genannten, bekannten Dünungskompensatorcn anwenden, bei denen die Winde oder der zum Heben und Senken des Saugkopfes dienende Hubzylinder im Sinne eines konstanten Auflagedrucks des Saugkopfes gesteuert werden, so würde sich der Saugkopf mit diesem Auflagedruck in immer tiefere Bodenschichten einarbeiten und die Einhaltung einer gewünschten Arbeitstiefe wäre nicht gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Saugbagger der genannten Art zu schaffen, der einen Seillängenversteller zur Dünungskompensation aufweist, der bei einem im Boden steckend arbeitenden Saugkopf die Einhaltung einer jeweils einstellbaren Arbeitstiefe des Saugkopfes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Saugkopf im Boden steckend arbeitet und daß die Regeleinrichtung die Zufuhr und Abfuhr von Druckmittel zum bzw. vom Hydraulikzylinder steuert in Abhängigkeit von den Hubausschlägen des Kolbens zum Aufrechterhalten der mittels ler Winde eingestellten Arbeitstiefe des Saugkopfes.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die Längenausgleichsbewegungen unabhängig von der jeweiligen Seilspannung und unabhängig von der Betätigung der zum Einstellen der Arbeitstiefe dienenden Winde oder Hubeinrichtung erfolgen.

Die Arbeitstiefe des Saugkopfes muß häufig während des Betriebes auf einen optimalen Wert nachgestellt werden, was z. B. auch automatisch mittels einer auf die Winde wirkenden Prozeßsteuereinrichtung erfolgen kann Erfolgt eine derartige Nachsteuerung gleichzeitig mit einer Längenausgleichsbewegung des Seillängen· verMellers. so können sich die beiden Verstellvorgänge gegenseitig störend beeinflussen. Um dies zu verhindern, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Regeleinrichtung während der Zu- oder Abfuhr des Druckmittels zum bzw. vom Hydraulikzylinder die Winde gegen Betätigung sperrt

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Saugbaggers nach der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Saugbaggers,

Fig.2 «in Schaltschemä einer Regeleinrichtung des Saugbaggers der F i g, 1 und

Fig.3 ein Zeitschema eines Signalverlaufs der Regeleinrichtung nach F ί g. 2.

Der Saugbagger 1 nach Fi g. 1 umfaßt einen auf dem Wasser 6 schwimmenden Schiffskörper 2 und eine, eine Sand-Wasser-Suspension zu einem Bestimmungsort fördernde, biegsame Saugleitung 3, die eine Pumpe 4 aufweist und deren Saugkopf 5, der tief in dem unter Wasser 6 lagernden, aufzusaugenden Sand 7 steckt, mittels eines Hubseils 8 an einer Hebevorrichtung 9 am Schiffskörper 2 aufgehängt ist. Mittels einer vom Saugkopf 5 getragenen Wasserpumpe 10 wird Wasser 6 über ein Rohr IS bis in den Sand 7 nahe dem Einlaß 12 des Saugkopfes 5 gebracht, so daß eine Suspension von Sand 7 und Wasser 6 durch den Einlaß 12 des Saugkopfes 5 in die Saugleitung 3 eintritt. Die Hebevorrichtung 9 besteht hauptsächlich aus einer Winde 13 mit aus Motor 14 und Getriebe 15 bestehendem Antrieb, der zum Einnehmen und Ausfieren des Hubseils 8 betätigbar ist, um die Tiefe H des Saugkopfes 5 in bezug auf den Schiffskörper 2 einzustellen. Ein Seillängenversteller 34 besteht im wesentlichen aus einer hydropneumatischen Seilspannungssicherung 16 mit einem Hydraulikzylinder 17, der über eine Leitung 18 mit einem Druckgefäß 19 kommuniziert, in dem Luft 23 mit eine-i relativ niedrigen Druck P\ über der Flüssigkeit 24 eingeschlossen ist. Die Kolbenstange 20 des Hydraulikzylinders 17 trägt eine Seilrolle 21 zum Führen des Hubseils 8, das von einer Seilrolle 22 umgelenkt wird. Bei einer aufwärtsgerichteten Bodenreaktion K₀ auf den Saugkopf 5 während einer Abwärtsbewegung des Schiffskörpers 2 infolge des Seeganges wird der Abstand zwischen dem Schiffskörper 2 und dem Saugkopf 5 zeitweilig geringer als die eingestellte Tiefe H; dann nimmt die Seilspannungssicherung 16 durch Unterschreitung der eingestellten Mindestseilspannung dadurch Hubseil 8 ein, daß sich die Kolbenstange 20 mit der Seilrolle 21 nach oben bewegt. Bei der nächsten Aufwärtsbewegung des Schiffskörpers 2 nimmt die Seilspannung zu, so daß eingenommenes Seil durch Abwärtsbewegung der Kolbenstange 20 abgegeben wird. Der Kolben 25 des Zylinders 17 bewegt sich entgegen dem Druck der Flüssigkeit "A mit einer Hublänge, die den Schwankungen der Seillänge infolge des Seeganges entspricht.

Der Zylinder 17 ist angeschlossen an eine Druckmitlelleitung 32 zum Zu- und Abführen von Druckmittel. An der Druckmittelleitung 32 sind Regelmittel angeschlossen zum Regeln der Druckmittel/.u- und -abfuhr in Abhängigkeit von dem durch Tastn.ittel 26 aufgenommenen Hubaufsschlag des Kolbens 25 derart, daß dieser eine vorbestimmte Strecke T zurückgedrängt wird. Diese Regelmittel umfassen ein Druckgefäß 33, das über ein Regelventil 39 an die Druckmittelleitung 32 /um Zuführen der Flüssigkeit angeschlossen ist und in dem Luft 38 e.ngeschlossen ist. die von einer an einen Druckmittelbehälter 37 angeschlossenen Pumpe 35 auf einem Druck P₂ gehalten wird, der wesentlich höher ist als der Druck P, iin Druckgefäß 19. Weiter umfassen die Regelmittel ein Regelventil 40 /um Abführen von Flüssigkeit aus der Druckmittelleitung 32 /um Behälter 37.

Die Fastmittel 26 /um Aufnehmen der Hubausschläge des Kolbens 25 bestehen aus ortsfest angeordneten induktiven Tastern 27, die angeschlossen sind an einen Zwei-Richtungszähler 29, Die ortsfesten Taster 27 arbeiten zusammen mit einem an derKolbenstange 20 befestigten Indikationslineäl 30, das über seine Länge verteilt Markierungen 31 trägt, die beim Vorbeigehen an den Tastern 27 das magnetische Feld örtlich beeinflussen, so daß der.? iubausschlag Λ des Kolbens 25 aus seiner Mittelstellung schrittweise signalisiert wird. Außerdem ist ein induktiver Taster 28 ortsfest angeordnet, um bei jedem Durchgang des Kolbens 25 durch seine Mittelstellung den Sinn des Eingangssignais A des digitalen Zwei-Richtungszählers 19 zu ändern. Der Zwei-Richtungszähler 29 steuert eine Regeleinrichtung 43, die anhand der Fig.2 und 3 näher erläutert wird.
Am Zähler 29 sind zwei Grenzwertschalter 56 und 57

ίο angeschlossen, mit denen die Hubausschiäge des Kolbens 25 über bzw. unter eigestellten Grenzwerten + U bzw. — U detektiert werden. Die Zeitdauer ta bzλv. frder Oberschreitungen werden in Impulsgebern 58 und 59 in Impulse gleicher Höhe transformiert, wonach in Integratoren 60, 61 Gleichspannungen entstehen, die der Zeitdauer ta bzw. te der Oberschreitungen eines eingestellten Grenzwertes +U bzw. — U proportional sind. Zugleich wird nach Überschreitung eines Grenzwertes + U oder — U ein Zeitschalter 62 in Gang gesetzt. Nach Erlöschen einer vorgegebenen Zeitdauer ii steuert ein vom Signal H erregter Impulsgeber 63 mit dem Signal I ein Speicherelement -<j5 auf und steuert nachher einen Impulsgeber 66 an. Das Speicherelement 65 übernimmt die Ausgangsspannung Feines Subtrak-

>ϊ tionsgliedes 64. Diese Ausgangsspannung F en'rpricht der Differenz D-E der zwei Spannungen D und E von den Iniegratoren 60 und 61. Nach der Übernahme dieser Differenzspannung D-E in das Speicherelement 65 werden die Integratoren 60 und 61 wieder von einen

«ι Impulsgeber 66 entladen, und damit ist das Signal Faus dem Subtraktionsglied 64 wieder Null.

Falls am Ausgang C des Speicherelementes 65 eine Spannung entsteht, wird durch ein Signal K oder L aus einem Impulsgeber 67 oder 68, je nach der Polarität

j-, dieser Spannung, ein Zeitschalter 69 oder 70 angesteuert, der während einer Zeitdauer t₂ oder tj durch ein Signal M oder /V über Verstärker 71, 73 oder 72, 74 Bedienungsorgane 41, 42 des Regelventil 39 oder 40 steuert und ferner Steuerorgane 44 oder 45 einer

in Windenabsperrvorrichtung 47 bzw. 48 betätigt, durch die das Einnehmen bzw. Ausfieren des Hubseils 8 von de^r Winde 13 während der Zurückführen des Kolbens 25 verhindert wird. Diese Zeitdauern t₂ und fj sind nicht nur von einem bestimmten eingestellten Wert abhängig.

r, sondern werden auch proportional von der Größe Gh der Ausgangsspannung G des Speirherelements 65 beeinflußt.

Falls mittels des Bedienungsorgans 41 das Regelventil 39 gesteuert wird, so daß Flüssigkeit dem Zylinder 17

ίο zugeführt wird, so wird zugleich mittels des Bedienungsorgans 44 die Winde 13 in der Richtung »Seil nachgeben« gesperrt, um einander entgegengesetzte Seilbewegungen /u verhindern.

Dasselbe gilt für Bedienungsorgane 42 und 45, die die

>■> Jefehle »Flüssigkeit abführen« und »Sperren gegen Seileinnehmen« ausführen.

Nach der Zeitdauer I₂ und f> wird mit dem Signal 0 eines Impulsgebers 75 das Speicherelement 65 wieder entladen, wonach dieses Speicherelement bereit ist zum

hu Übernehmen eiP"s eventuell schon wieder gebildeten Differenzwerts F Auch ist es möglich, daß die Regeleinrichtung dann, wenn der normale Arbeitsbereich verlassen, d. h. die mit Grenzwertsdiakern 76 bzw. 77 eingestellten äußersten Grenzwerte +Z und/oder

i.-. — Z während einer durch Zeitschalter 78 bzw. 79 bestimmten Zeitdfjer U oder fe überschritten werden, zusätzlich mittels von Verstärkern 80 bzw. 81 verstärkter Signale P bzw. Q über Bedienungsorgane 84 bzw. 85

die Winde 13 betätigt, um den Kolben 25 wieder in seinen durch die Werte +Z und — Z begrenzten Arbeitsbereich W zurückzudrängen, in welchem ein Dämpfungsausgleich dann wieder ohne Betätigung der Winde erfolgen kann.
Torschalter 82 und 83 sorgen für gegenseitige Verriegelung des »Einhehrnens« und »Fierens« der Bedienungsorgane 84 und 85.

Das Signalschema nach F i g. 3 zeigt den Zusammenhang der verschiedenen Signale, sowohl für hauptsächlich positive als auch für hauptsächlich negative Überschreitung der Grenzwerte.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   !.Saugbagger mit einem Schiffskörper und einem mit diesem durch eine Saugleitung verbundenen Saugkopf, der mittels mindestens eines Hubseils an einer Hebevorrichtung des Schiffskörpers aufgehängt ist, welche eine zum Einholen und Ausfieren von Seil betätigbare Winde zwecks Einstellen des Abstands des Saugkopfs vom Schiffskörper und einen Seillängenversteller mit vom Kolben eines gegen ein Druckgefäß arbeitenden Hydraulikzylinders getragener Umlenkrolle für den Dünungsausgleich aufweist, wobei eine durch auf die Stellung des Kolbens ansprechende Tastmittel gesteuerte Regeleinrichtung zum Verändern der Seillänge in Abhängigkeit von der Kolbenstellung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkopf (5) im Boden steckend arbeitet und daß die Regeleinrichtung (43) die Zufuhr und Abfuhr von Druckmittel zum bzw. vom Hydraulikzylinder (17) steuert in Abhängigkeit von den Hubausschlägen des Kolbens (23) zum Aufrechterhalten des mittels der Winde (13) eingestellten Arbeitstiefe des Saugkopfes (5).
2. 2. Saugbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (43) während der Zu- oder Abfuhr des Druckmittels zum bzw. vom Hydraulikzylinder (17) die Winde (13) gegen Betätigung sperrt.

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