DE2317405C3 - Unterwasserfahrzeug zum unterirdischen Verlegen von Kabeln und Rohrleitungen in einen Gewässerboden - Google Patents

Description

Die Erfindung beinffi ein Unterwasserfahrzeug gc maß dem Oberbegriff des Anspruchs I

Es sind bereits Vorrichtungen /um Verlegen von Rohrleitungen in den Boden eines Gewässers bekannt, die im wesentlichen aus einem Rahmen besiehen. der sich an der zu verlegenden Rohrleitung oder auf dem Gewässerboden abstutzt und von einem Mutterschiff längs der in den Gewässerboden /u verlegenden Rohr leitung geschleppt wird \ul diesem Rahmen sind Grabvorrichtungcn /um \ushcben eines Grabens 1 .■ die Rohrleitung montiert, »ei allen bekannten Von··. ' Hingen ist iedoch die Anwendbarkeit begrenz.. So isi cz. (V sehr schwierig, one solche Vorrichtung _;.c· längs der bereits auf dem Gewässerboden liegen k η Rohrleitung zu schleppen. Weiterhin sind d is Gew.Jn tier Vorrichtung und die ihr /iigcliihrte 1 ncrgie le'.im niedrig /u halten. Jamil cmc übermäßige »caiiM,, chiing der Rohrleitung veimicden wird Λ iah law. sich die bekannten Vorrichtungen nur unter Sihwier _f· keiten dem Durchmesser von Rohrleitungen ι·:ικ· si niedlicher Große und insbesondere Rohrleu .ngen um |.'einem Durchmesser anpassen. I erner ist J c Ic fe hcL'.cn/t. bis zu der cm Graben ausgehoben werde." kann.'Schließlich ist keine Möglichkeit vorgesehen, d-.· im Graben liegende Rohrleitung wieder mit »ödem term! /11 bedecken

Zum Verlegen von Kabeln, die wesentlich empliiiOn '■••r als Rohrleitungen sind und einen kleineren Durch ,scr als diese haben, in einen Ciewässerboden h.ii man bisher entweder Taucher eingesetzt, die das he reits auf dem Gewässerboden befindliche Kabel von Hand in den Gewasserboden eingegraben haben, oder man hat das Kabel direkt in einen bereits ausgehohe nen Graben im Gewasserboden verlegt. Der Einsatz von Tauchern ist aufwendig jnd kostspielig und natur lieh nu.· bis zu einer bestim.,iten Tiefe des Gewässermöglich. Eine zur Durchfuhrung der letztgenannten Methode geeignete Vorrichtung ist aus der (,B PS 5 24 831 bekannt. Es handelt sich um ein mittels Gleis ketten auf dem Gewässerhoden fahrbares Unterwas ser-Fahrzeug, das von einem Mutterschiff geschleppt wird, auf dem sich das /11 verlegende Kabel befindet. Das Unterwasser Fahrzeug ist mit einer pflugahnlichen Grabvorrich'ung versehen, die beim Ziehen des fahzeugs einen Graben erzeugt, in den das vom Mutter schiff ablaufende Kabel mittels einer am ' mterwasser Fahrzeug vorgesehenen Zuführeinrichtung fur das Ka bei eingelegt wird. Die Zuführeinrichtung ist sehr aufwendig aufgebaut, da sie von den Gleisketten des Fahr zeugs aus angetrieben werden muß. um die Zugspannung im Kabelabschnitt zwischen Mutterschiff und Unterwasser-Fahrzeug von dem bereits in ilen Graben eingelegten Kabelabschnitt fernzuhalten und dadurch zu verhüten, daß das bereits verlegte Kabel wieder aus dem Graben herausgezogen wird. Ferner ist es ähnlich wie bei der beschriebenen Vorrichtung zum imicnrdi sehen Verlegen von Rohrleitungen sehr schwierig, das Unterwasser-Fahrzeug genau längs einer vorgegebe nen Linie /11 schleppen. Schließlich muß das bekannte Un'erwasser-Fahrzeug auf weichen Gewässerböden die den Gleiskelten keine genügende Haftung bieten, wegen des dann aimiutnutn AnimiA »ivi »üiiinr«.". richtung für das Kabel gänzlich versagen.

Aus der US-PS 34 34 297 ist schließlich auch schon ein Unterwasser-Fahrzeug bekannt, das zum selbsttätigen Eingraben eines bereits auf dem Gewässerboden liegenden Kabels ohne die Mitwirkung von räuchern bestimmt ist. Dieses Unterwasserfahrzeug weist einen Eigenantrieb auf, der auf Gleisketten wirkt, die auf dem Gewässerboden abrollen. Es besitzt ähnlich wie das vorgenannte Unterwasser-Fahrzeug eine pflugahnliclu· Gr.ibvornchiung, die unterhalb des Fahrzeugs /wi sehen den Gleisketten vorgesehen ist und iiber welch · das Kabel in den gerade erzeugten Gral en eingeführt wird. Das Unterwasser fahrzeug ist außerdem mn einer selbsttätigen Ft hrungseinnchtung versehen, die

Hie l.cnkin >.' des Fanrzcugs so regelt. .UU dieses ,i_L-ni aiii dem (icwasseiboden heilenden K.ibei lnlgt. Die J -iiruungseinnchuing Usiei das .in' dem Gewasserbo ilen liegende kabel .in einer Slelk .im vorderen Ende des I a luv en ^ s ab. und /war mn te Is eines si.hu enkbaren Arms, de» das k.ibei am Ireieii I rule ergreilt Mit dem s. hAe'M'-ireii Arm wird das k.ibj außerdem gleich /■ ·ιι· .ii.gehoben, damit es \. >m -V ,, um mogliehst sjr. !K K.ul'ils in the pllug.ihnlu.hc C i> '.imdrriehtani: eil· !.ii,Vn kann Die Abtastung des Kabels mittels der I iih nir.jseinr.i. Mung Λη mir einer Stelle und die enec k.m v- .kiue Vcr^'ndung tier da/u verwendeten Mntel r ii Jx: Grahvnrrk hiung bewirken einmal, dal! die -i-e ha nsihe Belastung des Kabels be. der ^Λ bta'tut¹.·¹ > -i.itiv -MoH isi siid /um anderer il.ilt gen.im., !chlcrl· ·,·.·. d h uiii seitlichen Abweichungen ireie \a. hluhrung des I rtervv.i-.scr 1 ahr/ei'gs am k.ihj j möglich ist.

*enn da-. Kab-I in kurven au' dem (.,evsassergrund liegt Damit die Nachführung m:· incr einigermaßen brauchbaren Näherung überhaupt möglich ist. muß die Lenkbarkeit des f .ihrzeugs dadurch vci wirklieht sein, daü es aus gelenkig verbundenen Wagen besteh·, ^jren gegenseitige Winkelstellung je nach gewünschter Fahrtrichtung mn Servoeinrichtung zwangsweise ein gestellt wird. Diese Konstitution ist naturlieh mecha nisih sehr aufwendig.

Der I rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, em Un lerw asser 1 'ahr/eug /um I ingraben eines auf dem Ge wässerboden hegenden Rohres oder Kabels /u seh.if fen. das bei vergleichsweise einfachem mechanischen Aufbau dem einzugrabenden Rohr oder Kabel selbsttätig genau lulgt und nur sehr geringe mechanische Belastungen fur das Rohr oder das Kabel wahrend des Im grabens erzeugt. Diese Aufgabe ist erfmdiingsgenuiß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Unterwasscr I ahr/eug gelöst.

Dadurch, daß die I uhningsemrichtung des erfindungsgemaßen Unterwasser-Fahrzeugs das einzugrabende R 'ir oder Kabel an /wei Stellen vor und hinler dem I ahr/eug abtastet. i\; stets eine genaue Nachfuhrung des I ahr/eugs am Rohr oder Kabel und dadurch eine genaue Ausrichtung der Cirab'.orrichtung auf das Rohr oder Kabel gewährleistet, ohne daß eine i.esonders komplizierte Ausbildung der l.enkiingseinrichtun gen des I jhrzeugs notwendig ist Die lenkung kann vielmehr in einfachster Weise. / H in der be¹ Gleisketten üblichen Art. daß die Gleisketten /11 beiden Scnen des I ahr/eugs nut iiuterscriedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden, verwirklicht sein. Dadurch ist ein relativ einfache' konstruktiver Aufbau des neuen Un terwasser r ahr/eugs erreicht. Durch die Maßnahme, daß die die Grab· orru htung bildenden l.ockerungs welk/«.uf.·«. >i.; hinter der. Abu'.!·-.!·-·!!'.·¹' '.!·> Rnhn·«. <)(k · Kabels /ur Wirkung kommen ist außerdem sichergestellt, daß das Rohr oder K.iKI so. u;e es auf dem ( lewasserboden liegt, abgetastet v\ n| Dies bcdeu tct. (l.iß auch die unvermeidlichen I agever.inderungen des Rohres odir KaIvK die beim Absenken m 1· 11 ins gehobenen ( iraben entstehen, keinen nachli il . ■ " I in fhiß aiii du genaue Nm hfiihiuiy des I ahi/. n iln 11 können Im uhr ige η w 11 d nut ilen die C irabw n ■ 1. * 1' ί 11 f» biUlenden svhwenkl> Uli I 01 kerungsweik/' u· i 1 (•r.ibeii /ur Aufii.ihm«· von Knlu ndei K-i¹ ·ι■ t« 1 grol'imoL'ln Iu 1 Sihoi.iing il< 1 silben er/eil^'' ■ 1.1 tint ι h eine Hrsehadigung Misbesiitidei e de» ι ld

cluii Kabel beim Volga» ■ des I in.irhciu ns π ' n t >e W.isserhodetl venmeilen ohnr d.iß eine k π 'Me tiihllingd· Kabels notwendig isl Andeie . ■ ilie

Ausgestaltungen del Erfindung sind in weiteren ' 'ntei anspruchen gekennzeichnet.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand schematise dargestellter Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert In s den Zeichnungen zeigt

I igl eine isometrische Ansicht cn λ Unterwasser-I ,dir/cu^s zum unterirdischen Verlegen einer Rohrleitung.

I ig.- eine Stirnansichl des Fahrzeugs n.;vii I ι g. I ίο ohne Grabvorrichuing in eine·' Abwandlung zum Verlegen eines Kabels.

Das gezeigte Unterwasser-Fahrzeug umfaßt ein Ge siel! 1 da> über seine ganze Lange einen allgemein umgekehrt U formigen Querschnitt hat. so daß sein mittleis rer Teil in einer erheblichen Höhe über dem Gewässerboden angeordnet ist Das aus mehreren Einheiten nach dem Baukastenprinzip aufgebaute Gestell ist so ausgebildet, daü sich seine Breite der Abmessung , des in den Boden einzugrabenden Gegenstands anpassen läßt. Das Gesicl! 1 wird von eine Bewegung gegenüber dem Boden ermöglichenden Einrich,..ngen in Form zweier Gleisketten 2 getragen, die an den .Schenkelcndcn des Gestells 1 vorgesehen sind. Erforderlichenfalls können die Gleisketten auch durch Räder erset/t werden.

Auf dem Gestell 1 sind zwei zylindrische Hohlkörper 3 angeordnet.

Zusätzlich zu den Gleisketten 2 sind zwei Gleitkufen 4 vorhanden, die ein zu tiefes Einsinken des Fahr- jr· zeugs in sehr weiche Böden verhindern und das Führen des Fahrzeugs längs der gewünschten Bahn erleichtern. Die Gleitkufen vergrößern die Auflagefläche des Fahrzeugs, sobald sie zur Anlage am Boden kommen, und bewirken, wenn das Fahrzeug weiter z. B. in einen halb-JS flüssigen Schlamm einsinkt, eine Vergrößerung des Auftriebs des Fahrzeugs; hierbei vergrößert sich der Auftrieb umso mehr, je höher das spezifische ewicht des Schlamms ist und je tiefer die Vorrichti. _ i.~i den Sch'imm einsinkt. Erforderlichenfalls kann man mehr als zwei Gleitkufen vorsehen und die Abmessungen der Gleitkufen verändern.

Zum Ausheben eines Grabens wird cm·. Kombination von aiii hinteren Teil des Fahrzeugs vorgesehenen I oekerungswerkzeugen 5 und von Säugpumpen') benutzt. Die Lockerungswerkzeuge 5 sind gemäß F i g. 1 an den freien Enden schwenkbarer Arme 6 drehbar gelagert. Sie umfassen Gehäuse 7 und werden um ihre Längsachse durch in den Gehäusen angeordnete Motoren gedrehi. Die Gehäuse 7 lassen sich mit Hilfe weiteso rer Motoren 20 jeweils um eine Achse a-a gegenüber d -ti ,'.rmeri 6 verschwenken. Das durch die Werkzeuge geiockcitt Material wird als Gemisch mit Wasser durch die Werkzeuge 5 hindurch sowie durch flexible Schlauche 8 mit Hilfe von Schleuderpumpen abgesai gi. ss die nicht dargestellt, sondern nur durch das Bezugszeichen 9 angedeutet und auf dem vorderen Teil des Fahr /etigs angeordnet sind. Die Schleuderpumpen geben das angesaugte Gemisch .in Schläuche !0 ab.

Soll ein Graben ausgehoben werden, so wird das h» I ,ihr/eng auf dem Gewässerboden so angeordnet, daß es .lie /11 verlegende Rohrleitung ti übergreift. Dam· werden die Weik. eugei betätigt, um den Boden auf beulen Seiten der Rohrleitung auszuheben, die hierbei allmählich in den Boden einsinkt, bis die gewünschte »•s Verlegungstiefe erreicht ist. Entweder fallen anschließend die Wände des ausgehobenen Grabens sponl.u wieder ein. wobei sich Böschungen bilden, deren Niί giingswinkel dem natürlichen Schüitwiiikel des ausge

hobeiien Materials entspricht, oder der Boden hat eine solche Konsistenz, daß die senkrechten Wände des aus gehobenen Grabens erhalten bleiben. Im ersten Fall genügt es. während des Grabvorgangs das Fahrzeug langsam entlang der Achse der Rohrleitung vorwärts zubewegen und die Werkzeuge 5 am Boden des Grabens zu halten, so daß der Graben auf natürlichem Wege einen trapezförmigen Querschnitt erhält. Im zweiten Fall wird das Fahrzeug schrittweise bewegt; während der Bcweguugspausen werden die schwenkbaren Anne 6 und die um die Achsen </-.-/ schwenkbaren Werkzeuge 5 so betätigt, dall Hodcnmaii-rial aus dem Kaum unter der Rohrleitung entfernt wird und da bei dei Graben die gewünschte Querschniitsforni er

hall "·

Das Fahrzeug kann dem Verlauf der Rohrleitung aiiioniJtisih folgen |ede Abweichung scm·· Bcwe gimgshiihn vom Verlauf der Kohl leitung wiut mittels einer I uhrtingscmrichturig selbsttätig korrigiert, ohne daß hierdurch eine Beanspruchung der Rohrleitung 11 eintritt I >ic Fuhningseinrichtu.g umfaßt gemäß I ig I die Rohrleitung ablastende P intographcn 12. die mn mehreren I uhlern so verbunden sind, dall die Ahwr· chiirig zwischen der Achse des Fahrzeugs und der Achse der Rohrleitung an zwei Punkten gemessen 2«, wird Die so gewonnenen McHwerte weiden als Fm garigssignale fur eine Servoeinrichtung verwendet, mit tels welcher die Drehzahlen nicht dargestellter Molo ren zum Antreiben dei Gleisketten 2 unabhängig von einander so eingestellt werden, dall durch die resultie jo rende I enkiing des 1 ahrzeugs die Abweichung auf Null zurückgeführt wird

An seinem vorderen feil isl das I ahrzeug mit einer H-itsgraheinrichliing ausgerüstet, die in .hier einfach der benötigten leitungen auf ein Minimum zu verringern. Auf dem Mutterschiff 14 Befinde! sich eine Schalttafel, wo einer Bedienungsperson die Meßwerte für die Abweichungen angezeigt werden und wo clic Bedienungselcmcnte zur 1 ernbetäligur/g des Fahrzeugs vorgesehen sind. Das F-.hrzeug selbst arbeitet ohne jede Bemannung.

Soll das gleiche Fahrzeug zum Verlegen elektrischer Kabel unter Wasser benutzt werden, so sind nur geringfügige Abänderungen erforderlieh. Diese betreffen die Führungseinrichtung und sind dadurch bedingt, dall es wegen des gewöhnlich kleinen Durchmessers eines Kabels si hw KTig ist das I ahrzeug mit ilille mechani sehet 1 iihler längs des /11 verlegenden Kabels zu full ren. was insbesondere dann gilt, wenn d.is Kabel teil weise in Schlamm eingesunken lsi

Gemalt I ig 2 sind beim Verlegen < .ucs Kabels 16 an SIeIIe der l'aningriiphcn 12 zwei I lebevn . κ hliin gen fm das Kabel vorgesehen Im einzelnen wird das Kabel 16 vom Hoden abgi I ·Ιη·η und über cini vordere und eine hinlere I ntcrsiui/ung 17 geführt, über die es wahrend <!· Bewegung des f ahrzeugs hinweggleilei Die I ink ungeii 17 sind |cweils auf einer Achse 18

schwenkbar so gelagert dall sie Schwcnkbewegungen in einer quer zur Längsachse des Fahrzeugs liegenden I hene ausführen korinen Die Abweichungen uor I ¹Ii teisliitzu:i;:en 17 gegenüber ihrer MilteHage · erden gemessen und liefern ein Maß fur die Versetzung des Fahrzeugs ^..genuber der Achse des Kabels Die Meß werte werden als i nig<u^-.-.i^M<ile f"T du· gleiche Scr voeinnchlung benutzt, die vorstehend in Verbindung mit dem Verlegen einer Rohrleitung bcschricucri wur de Durch das Anheben des Kabels 16 mittels der bei den Unterstützungen 17 wird außerdem eine Bvschadi

sien ! orm Hochdruckwasserdusen aufweisen kann Sie ₃s gung des empfindlichen Kabels durch die l.ock-rungs

hai die Aufgabe die Rohrleitung von sie gegebenenfalls werkzeuge 5 vermieden

bedeckenden Ablagerungen /u befreien, die zu einer Die Unterstützungen 17 werden von hydraulischen

Störung des einwandfreien Betriebs der Panlographen Zylindern 19 gelragen, die unter einem konstanten

12 fuhren konnten.

Druck stehendes Öl enthalten und bewirken, daß nur

Das von den Schleuderpumpen H abgegebene, mit 40 eine konstante vorbeslimmle Kraft auf da< Kabei 16

Wasser Gemischte ausgehobene Material wird durch die Schlauche 10 einer im linken Feil von f" 1 g. 1 dargestellten Stulzemrichtung zugeführt, die von dem f ahr /eng in einem bestimmten Abstand von seinem hinteren FmIi- mit Hilfe von Seilen 1Ϊ nachgeschleppt wird und die Schlauche 10 so unterstutz! dall sie das Material Wasser-Gemisch auf die in dem Graben verlegte Rohrleitung 11 leiten, um sie zn bedecken

Die zum Bewegen des Fahrzeugs und zum Betätigen der Werkzeuge benötigte f nergie wird an der Obcrfla so ehe des C,ewassers auf einem Mutlerschiff 14 erzeugt und dem fahrzeug über eine flexible Leitung 15 züge fuhrt, bei der es sich je nach der gewählten Fnergieart um eine hydraulische Druckmittelleitung "der ein elek Irisches Kabel handeln kann Die flexible Leitung 15 ss «■nth.ili außerdem elektrische leitungen, übe die vom Mutterschiff zum Fahrzeug Hetalignngssijrn.ile fur das F ahrzeug und in umgekehrter Richtung die Meßwerte der Panlographen 12 übermittelt werden Hierbei wer den Multiplexverfahren angewendet, um die Anzahl f«.

ausgeübt wird

Alternativ kann man die Lage des Fahrzeugs gegen über dem Kabel 16 auch mit Hilfe einer elektronischen Linnchtung ermitteln.

Unabhängig davon, ob das Fahrzeug längs einer Rohrleitung oder längs eines Kabels arbeitet, wird zum I uhren des f ahr/eugs der gleiche Grundgedanke angewendet, der dann besteht, dall mit Hilfe einer der be schriebenen Finriihtungcn die Abweichung des Fahrzeugs vom Verlauf der Rohrleitung bzw. des ' labels gemessen wird und die so gewonnenen Meßwerte der Servoeinrichtung zugeführt werden, die die Lenkung des I ahrzeugs durch unabhängige Einstellung der Lauf Geschwindigkeiten der beiden Gleisketten 2 regelt Die gleichen Meßwerte fur die Abweichung werden der Bedienungsperson an der Schalttafel angezeigt. Nötigen tails kann diese die Servoeinrichtung wirkungslos rna „•hen und das Fahrzeug von Hand auf der B.isis de jngezeigten Meßwerte durch Linsteilung der l.aufgc ichwmdigkeitcn der Gleisketten lenken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. I liiierwasv'i fahr/eug :ιπι 1 igenantneh uiul KernDcdienung zum Eingraben eines aul dem Ge Wässerboden liegenden Rohres oder Kabels, d.is sich mit CJIciskettcn und oder Rudern /u beiden Stilen des Rohres oder k.ihek aul dem Geuass«., boden abstui/i. eine schwenkbare Grillvorrichtung /um Ausheben eines (irahens fur das Rohr (H¹Ct ίο Kabel aufweist, und mit einer das Rohr oder kabel abtastenden und gleichzeitig eine Lenkung de--Fahrzeugs regelnden Führungseinrichtung versehen ist. dadurch g c k e η η / e ic h π e ι . daß die f uh rungseinpchtung (12: 17) das Rohr (II) oder Kabel is (16) an zwei Stellen vor und hinter dem Fahr/eng abtastet und daß die Grabvorriehtung durch locke rungswerk/cuge (5) gebildet ist. die .in den freien Enden schwenkbarer, vom Fahrzeug nach hinten über die hintere Abta^: 'stelle der Führungseinrichlung hinaus wegsteheiiJer Arme (6) drehbar gelagert sind.

2. Fahrzeug nach Anspruch !. gekennzeichnet durch ein im Querschnitt umgekehrt U-formigcs Gestell (1). an dessen Schenkelenden die Gleisketten (2) und/oder Rader vorgesehen sind.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) nach dem Baukastenprinzip ausgebildet ist.

4. Fahrzeug nach Snem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug zusätzlich zu den Gleisketten (2) und/oder Rädern mit Hilfstragfläehen. /. B. Gleisku^fen (41 ausgestattet ist

5. Fahrzeug nach einem der Anspruch*· 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug an seinem vorderen Teil mit einer Hilfsgrabeinrichtung ausgerüstet ist.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Lockerungswerk zeuge (5) über flexible Schläuche (8) an Saugpumpen (9) auf dem Fahrzeug angcsi h lossen sind.

7. Fahrzeug nach Anspruch b. dadurch gekennzeichnet, daß an die Saugpumpen (4) auf der Abga beseite Schläuche (10) angeschlossen sind, die zu einer vom Fahrzeug nachgeschleppten Stüt/einrichtung !uhren und dort auf das Rohr (II) oder Kabel (Ib) im ausgehobenen Graben gerichtet sind.

8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung zwei Pantographen (12) zur Abtastung des Rohres (U) umfaßt.

9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung zwei quer zur Längsachse des ranr/cugs schwenkbare Hebevorrichtungen (17. 19) für das 5s Kabel (16) umfaßt