DE2336800C3 - Gripper device for a freely movable device for taking submarine soil samples - Google Patents
Gripper device for a freely movable device for taking submarine soil samplesInfo
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- E21B49/025—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil of underwater soil, e.g. with grab devices
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Description
vor der Aufnahme der Bodenprobe sich mit ihren freien, die Schürfleisten aufweisenden Enden etwa an einanderstoßend gegenüberliegen und einen Winkel von etwa 90° bilden und daß sie beim Schließen der Greifervorrichtung zwischen die parallel zu ihreK vertikalen Schwenkebenen verlaufenden Seitenstreben des Rahmengesteiles hochklappbar sind.before the soil sample is taken, their free ends, which have the scraping edges, come close to each other opposite each other and form an angle of about 90 ° and that when you close the Gripper device between the parallel to their K vertical Pivot planes extending side struts of the frame structure can be folded up.
Hierdurch wird errreicht, drR die Greiferschaufeln bei der Probenentnahme auswärts geschwenkt werden und daher jede Gefahr einer Festklemmung der Schaufein am Meeresgrund oder durch zu 1 sehen ih.ien eingeklemmte Proben vermieden wird, so daß sich eine sichere fchließung des Entnahmegeiätes ergibtIn this way it is achieved that the grapple shovels be pivoted outward when taking samples and therefore any risk of jamming of the blades on the seabed or through 1 see ih.ien jammed Samples is avoided, so that there is a safe closing of the sampling device
Weiterbildungen der erf>ndungsgemäßen Greifervorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und in der weiteren Beschreibung erwähnt.Developments of the gripper device according to the invention are characterized in the subclaims and mentioned in the further description.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the invention will be described in greater detail on the basis of the exemplary embodiment shown in the drawing explained.
Um der Klarheit der Darlegungen willen wird die erfindungsgemäße Greifervorricht»"ng zunächst in demjenigen Zustand beschrieben, in dem sich das frei bewegliche Entnahmegerät am Beginn des Absinkens zum Grund, z. B. zum Meeresgrund, von dem es Proben entnehmen soll aber noch vor der Berührung mit dem 2s Grund befindet, also noch in offenem Zustand. Ferner sollen sich die hier benutzten Ausdrücke wie »oberer .., unterer...« usw. sämtlich auf diejenige Stellung der verschiedensten Teile des Gerätes beziehen, die sie haben, wenn das Gerät — wie hier angenommen — sich senkrecht zum Grunde bewegt und ehe der eigentliche Entnahmevorgang erfolgt. Diese Ausdrücke entsprechen auch der in der Zeichnung angenommenen Stellung, so daß sie leicht verständlich sindFor the sake of clarity of the explanations, the gripper device according to the invention is first shown in FIG that state is described in which the freely movable extraction device is at the beginning of the sinking to the reason, z. B. to the seabed, from which it is supposed to take samples but before contact with the 2s The reason is, so it is still open. Furthermore, the expressions used here such as »upper .., lower ... ”etc. all relate to the position of the various parts of the device which they have when the device - as assumed here - moves perpendicular to the ground and before the actual Removal process takes place. These expressions also correspond to those assumed in the drawing Position so that they are easy to understand
Das Entnahmegerät besteht im wesentlichen aus einem als Ganzes mit der Bezugsziffer 1 bezeichneten quaderförmigen Rahmengestell, das z. B. durch U-Eisen gebildet ist, die zu zwei waagerechten Rahmen, einem oberen Rahmen 2 und einem unteren Rahmen 3, mit sie verbindenden senkrechten Seitenstreben 4a. Ab usw. 4c zusammengeschweißt sind.The removal device consists essentially of a cuboid frame, designated as a whole by the reference number 1, which z. B. is formed by U-iron, the two horizontal frames, an upper frame 2 and a lower frame 3, with them connecting vertical side struts 4a. From etc. 4c are welded together.
Zwei zueinander symmetrische Greiferschaufeln 5 und 6 sind an zwei Achsen 7 und 8 angelenkt, die am Rahmengestell 1 befestigt, und zwar nahe den Kleinseiten seines unteren Rahmens 3 und parallel zu diesen, befestigt sind.Two mutually symmetrical gripper blades 5 and 6 are articulated on two axes 7 and 8, the Frame 1 attached, namely near the small sides of its lower frame 3 and parallel to these, are attached.
Die Greiferschaufel 5 z. B. besieh aus einer Schürfleiste 9, die mit zwei senkrechten 'jeitenwänden IO nahe deren ihr zugewandten Enden starr verbunden ist. An ihrem anderen Ende weisen die Seitenwände 10, welche die Form länglicher Platten haben und an beiden Seiten des Rahmengestells 1, aber in seinem Innern angeordnet sind. Bohrungen auf, durch die die Achse 7 hindurchgeht.The grab bucket 5 z. B. looked from a scraper 9, which is rigidly connected to two vertical 'jeitenwilden IO near their facing ends. At their other end, the side walls 10, which are in the form of elongated plates, and on both Sides of the frame 1, but are arranged in its interior. Holes through which the axis 7 passes through.
Symmetrisch zu dieser Greiferschaufel 5 besteht die Greiferschaufel 6 aus zwei Seitenwänden 12, die auf der Achse 8 drehbar befestigt und mit einer sich zwischen ihnen erstreckenden Schürfleiste ΊΑ starr verbunden sind. Die Länge der einzelnen Bauteile ist so gewählt, daß, wenn sich das Entnahmegerät in offener Stellung befindet, die Schürfleisten 9 und 14 der beiden Greiferschaufeln 5 und 6 sich auf wesentlich ihrer ganzen Länge berühren; die Greiferschaufeln selbst zeigen dabei, wenn im Profil gesehen, die Form eines V, dessen Öffnungswinkel etwa 90" beträgt.Symmetrically to this gripper shovel 5, the gripper shovel 6 consists of two side walls 12 which are rotatably mounted on the axis 8 and rigidly connected to a scraper ΊΑ extending between them. The length of the individual components is chosen so that, when the removal device is in the open position, the scraping strips 9 and 14 of the two gripper blades 5 and 6 touch each other over substantially their entire length; the gripper blades themselves show, when seen in profile, the shape of a V, the opening angle of which is approximately 90 ".
Die Greiferschaufeln 5 und 6, der untere Rahmen 3 des Rahmengestells 1 und die beiden großen Seitenflächen des Rahmengestells sind mit einem Netz 17 bedeckt, dessen Maschengrößen nach der Größe der vom Meeresgrund zu entnehmenden Ablagerungen bemessen sind. Jede dieser Flächen kann offenbar mit einem gesonderten Netz von rechteckiger Form bedeckt sein, dessen Ränder längs den Bauteilen, die die Flächen begrenzen, befestigt sind. So könnte z. B. das die Greiferschaufel 5 bedeckende Netz zwischen den Seitenwänden 10 einerseits und zwischen der Schürfleiste 9 und der zugehörigen kleineren Seite des unteren Rahmens 3 gespannt sein.The gripper blades 5 and 6, the lower frame 3 of the frame 1 and the two large side surfaces of the frame are covered with a network 17, the mesh sizes of which according to the size of the Deposits to be taken from the seabed are dimensioned. Each of these surfaces can apparently with one be covered with a separate network of rectangular shape, the edges of which along the components that delimit the surfaces, are attached. So could z. B. the grab bucket 5 covering network between the side walls 10 on the one hand and between the scraper 9 and the associated smaller side of the lower frame 3 be stretched.
Aber aus Gründen der Einfachheit und aus anderen, später noch zu erörternden Gründen empfiehlt es sich, für die Abdeckung aller dieser Flächen ein einziges Netz 17 zu verwenden. Die Form dieses Netzes 17 ist leicht zu bestimmen; man braucht nur anzunehmen, daß die Greiferschaufeln S und 6 und die Großen Seitenflächen IS des Rahmengestells nach außen in die Ebene des unteren Rahmens 3 geklappt seien. Man erhält dann einen kreuzförmigen Grundriß, der die gesuchte Form liefert, nachdem man sie vergrößert hat, um den einzelnen Teilen die Form einer Tasche zu geben. Nur die Ränder des Netzes 17 sind an dem Entnahmegerät befestigt Wenn z. B. von der Schürfstelle 9 ausgegangen wird, so ist das Netz an folgender Reihe von Bauteilen befestigt (hier wird diejenige Bezeichnungsweise benutzt, die sich aus der Anordnung der einzelnen Teile in der Zeichnung ergibt): Längs der Schürfleiste 9, dann längs der hinteren Seitenwand 10, längs der linken hinteren Seitenstrebe 4a des Rahmengestells, längs der hinteren Kante des oberen Rahmens 2, längs der hinteren rechten Seitenstrebe Ab, dann längs der Greiferschaufel 6, um wieder nach vorn und zur Schürfleiste 9 zu kommen, vorbei an der vorderen rechten Seitenstrebe Ab des Rahmengestells, am vorderen Rand des oberen Rahmens 2, an der linken vorderen Seitenstrebe 4a des Rahmengestells und schließlich an der vorderen Seitenwand 10 der Greiferschaufel 5. Außerdem we'-st das Entnahmegerät in bekannter Weise (nicht dargestellt) Auftriebselemenie auf.However, for the sake of simplicity and for other reasons to be discussed later, it is advisable to use a single network 17 to cover all of these areas. The shape of this network 17 is easy to determine; one only needs to assume that the gripper blades S and 6 and the large side surfaces IS of the frame are folded outwards into the plane of the lower frame 3. A cross-shaped plan is then obtained, which provides the shape sought after it has been enlarged in order to give the individual parts the shape of a pocket. Only the edges of the network 17 are attached to the removal device. B. is assumed from the scraping point 9, the network is attached to the following series of components (here the designation is used that results from the arrangement of the individual parts in the drawing): Along the scraper edge 9, then along the rear side wall 10, along the left rear side strut 4a of the frame, along the rear edge of the upper frame 2, along the rear right side strut Ab, then along the grab shovel 6 to get back to the front and to the scraper 9, past the front right side strut Starting from the frame, on the front edge of the upper frame 2, on the left front side strut 4a of the frame and finally on the front side wall 10 of the grab shovel 5. In addition, the removal device has buoyancy elements in a known manner (not shown).
Ohne daß nun sogleich die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Gerätes beschrieben werden soll, mag es doch ratsam sein, schon jetzt darauf hinzuweisen, daß, wenn man die Greiferschaufeln 5 und 6 auswärts, d. h. im Sinne der Pfeile Fund F' um die Achsen 7 und 8 schwenkt, bis die Greiferschaufeln sich an die kleinen Seitenflächen des Rahmengestells 1 anlegen, man eine Art von rechteckigkastenförmiger, nur oben offener Reuse erhält, welche Gegenstände, die größer als die Maschen des Netzes 17 sind, zurückhalten kann.Without immediately describing the operation of the device according to the invention, it may be advisable to point out that when the gripper blades 5 and 6 are pivoted outwards, ie about the axes 7 and 8 in the direction of the arrows F ' , until the gripper blades come to rest on the small side surfaces of the frame 1, a kind of rectangular box-shaped trap, which is only open at the top, is obtained, which can hold back objects that are larger than the mesh of the net 17.
Unter diesen Umständen ist das Entnahmegerät mit einer Rückholeinrichtung versehen, welche die Greiferschaufeln 5 und 6 auswärts zu schwenken sucht, bis sie sich an die kleinen Seitenflächen des Rahmengestells 1 anlegen. Diese Rückholeinrichtung kann aus zwei Paaren einander gleicher endloser elastischer Schlingen 18 bestehen, die vorteilhafterweise aus einen synthetischen Elastomer bestehen und von denen eine vorn, die andere hinten am Gerät angebracht ist. Jede dieser elastischen Schlingen 18 ist über zwei Scheiben 19 und 20 gespannt, die auf der Seitenwand 10 der Greiferschaufel 5 und der Seitenwand 12 der Greiferschaufel 6 angebracht sind.Under these circumstances, the removal device is provided with a return device, which the gripper blades 5 and 6 tries to swivel outwards until it touches the small side surfaces of the frame 1 invest. This return device can consist of two pairs of endless elastic loops 18 which are identical to one another consist, which advantageously consist of a synthetic elastomer and one of which in front, the other is attached to the rear of the device. Each of these elastic loops 18 is over two disks 19 and 20 tensioned, which is attached to the side wall 10 of the grab bucket 5 and the side wall 12 of the grab bucket 6 are.
Zwischen diesen Scheiben sind die beiden Trums der Schleife von der Außenseite über Hülsen 7a bzw. 8a, die auf den Gelenkachsen 7 und 8 der Greiferschaufeln 5 und 6 sitzen, und auf der Oberseite des Gerätes über zwei am oberen Rahmen 2 des Rahmengestells 1 feste Querstangen 21 und 22 geführt. Die Länge der elasti-Between these disks, the two strands of the loop are from the outside via sleeves 7a and 8a, which sit on the hinge axes 7 and 8 of the gripper blades 5 and 6, and on the top of the device over two cross bars 21 and 22 fixed on the upper frame 2 of the frame structure 1. The length of the elastic
sehen Schlingen ist natürlich so bemessen, daß die Schlingen nach ihrem Einbau stark gespannt sind, so daß sie auf die Greiferschaufeln 5 und 6 ein Drehmoment ausüben, das sie um die Achsen 7 und fl auswärts zu schwenken sucht. Die Länge dieser Schlingen muß übrigens so bemessen sein, daß sie, wenn sich das Gerät in Geschlossenenstellung befindet, die Greiferschaufeln 5 und 6 fest an das Rahmengestell 1 anpressen.see loops is of course dimensioned so that the loops are strongly tensioned after their installation, so that they exert a torque on the gripper blades 5 and 6, which they about the axes 7 and fl outwards seeks to pan. Incidentally, the length of these loops must be such that, when the device is in the closed position, press the gripper blades 5 and 6 firmly against the frame 1.
Wenn man das Gerät in »Offen-Stellung«, d. h. in der in der Zeichnung gezeigten Stellung oder, anders ge- ίο sagt, bereit zur Entnahme halten will, ist eine Gegenkraft nötig, die der auswärts gerichteten Rückholkraft der elastischen Schlingen 18 entgegenwirkt Diese Aufgabe erfüllen zwei praktisch unelastische Leinen 23, welche — die eine vorn und die andere hinten — auf die Greiferschaufeln 5 und 6 einen Zug nach oben ausüben, der die Greiferschaufeln an ihrem Platz hält.If you put the device in the "open position", i. H. in the in the position shown in the drawing or, in other words, wants to keep ready for removal, is a counterforce necessary, which counteracts the outward return force of the elastic loops 18 This task meet two practically inelastic lines 23, which - one at the front and the other at the back - on the grab blades 5 and 6 exert an upward pull which holds the grab blades in place.
So sind von den beiden Enden der vorderen Leine 23 das eine bei 24 am unteren Ende der vorderen Seitenwand 10 der Greiferschaufel 5 und das andere Ende bei 25 an der entsprechend symmetrischen Stelle der vorderen Seitenwand 12 der Greiferschaufel 6 befestigt. Die Länge der Leine 23 ist so bemessen, daß, wenn man sie in der Mitte ergreift, um sie aufwärts, danach über den Vorderrand des oberen Rahmens 2 des Rahmengestells 1 und sodann waagerecht nach hinten zu spannen, ihre Mitte sich im wesentlichen mit der Mitte symmetrischer, vom Teil des Gerätes herkommenden Leine berührt. Dann braucht man, um die Greiferschaufeln 5 und 6 in Offen-Stellung zu verriegeln, nur die beiden Leinen fest miteinander zu verbinden, z. B. durch als verbindende Element dienende Klemmen 26, die durch einen (nicht gezeigten) ausklinkbaren Bauteil miteinander verbunden sind.So of the two ends of the front line 23 are the one at 24 at the lower end of the front side wall 10 of the grab shovel 5 and the other end at 25 at the corresponding symmetrical point of the front Side wall 12 of the grab shovel 6 attached. The length of the leash 23 is such that when you grips them in the middle, up around them, then over the front edge of the upper frame 2 of the rack 1 and then stretched horizontally backwards, its center is essentially more symmetrical with the center, touches the line coming from the part of the device. Then you need 5 and 6 to lock in the open position, only to firmly connect the two lines together, e.g. B. by as connecting element serving clamps 26, which by a (not shown) releasable component with each other are connected.
Schließlich ist da noch eine elastische Wiggg, gebildet von zwei Schlingen 28 aus z. B. synthetischen Elastomer, die zwischen zwei am unteren Rahmen 3 des Rahmengestells 1 festen Querstangen 29 und 30 gespannt sind. Diese Wiege soll ein in der Zeichnung sehr schematisch dargestelltes, mit 31 bezeichnetes zylindrisches Ballastelement aufnehmen, während sich das Gerät in Überkopf-Stellung befindet, was weiter unten erläutert wird.Finally there is also an elastic Wiggg, formed of two loops 28 made of z. B. synthetic elastomer between two on the lower frame 3 of the Frame 1 fixed cross bars 29 and 30 are stretched. This cradle is said to be a very in the drawing take up schematically shown, designated by 31 cylindrical ballast element, while the device is in the overhead position, which will be explained below.
Jetzt werde die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beschrieben. Dabei sei angenommen, daß die Vorrichtung sich anfangs in Geschlossen-Stellung befindet, wie z. B. dann, wenn sie nach einer Bodenentnahme aufgefischt und entleert worden ist.The operation of this device will now be described. It is assumed that the device is initially in the closed position, e.g. B. when they are fished after a soil extraction and has been drained.
Man beginnt damit, daß man das Gerät auf einem starren Gestell befestigt, um es leichter wieder zurüsten zu können, aber es dabei über Kopf stellt, so daß sich der in der Zeichnung obere Rahmen 2 unten befindet. Man legt das Ballastelement 31 auf die elastische Wiege 28, wobei die reichliche Weite des Netzes 17 zuginekommt, die dieses durch seine oben beschriebene Form hat. Dann schwenkt man die Greiferschaufeln 5 und 6 gegen die Kraft der elastischen Schlingen 18 einwärts. Dieser Vorgang, der sich übrigens leichter mittels zweier symmetrischer, auf die Hülsen Ta und 8a abgestützten Hebel bewerkstelligen läßt, ist vollendet, wenn die Greiferschaufeln 5 und 6 gegeneinander anschlagen. Man verriegelt dann die Vorrichtung vorläufig, indem man U-förmig gebogene Eisenstäbe 32 in öffnungen 33 der Greiferschaufeln 5 und 6 steckt.One begins with the fact that one attaches the device to a rigid frame in order to be able to equip it again more easily, but it is turned upside down, so that the upper frame 2 in the drawing is at the bottom. The ballast element 31 is placed on the elastic cradle 28, adding the ample width of the net 17 which it has due to its shape described above. The gripper blades 5 and 6 are then pivoted inwardly against the force of the elastic loops 18. This process, which, by the way, can be carried out more easily by means of two symmetrical levers supported on the sleeves Ta and 8a, is completed when the gripper blades 5 and 6 strike against one another. The device is then temporarily locked by inserting iron rods 32 bent in a U-shape into openings 33 of the gripper blades 5 and 6.
Dann kehrt man die Vorrichtung um, so daß sie ihre normale Betriebsstellung innehat; hierbei kommt das Ballastelement 31 auf die Seitenwände 10 und 12 der Greiferschaufeln 5 und 6 zu liegen. Nun kann man die Vorrichtung ausklinken, nachdem man zuvor die U-förmig gebogenen Eisenstäbe 32 durch eine selbsttätige Entriegelungsvorrichtung ersetzt hat, welche, wenn das Entnahmegerät den Grund berührt, die Leinen 23 löst.The device is then reversed so that it is in its normal operating position; here comes this Ballast element 31 to lie on the side walls 10 and 12 of the grab shovels 5 and 6. Now you can Disengage the device after the U-shaped bent iron rods 32 by an automatic Has replaced the unlocking device which, when the removal device touches the ground, releases the lines 23.
Wenn diese geschieht, schwingen die Greiferschaufeln 5 und 6 auswärts, die Schürfleisten 9 und 14 schürfen den Boden und die zu entnehmenden Bodenablagerungen werden an die die Greiferschaufeln bedeckenden Netze gedrängt und finden sich im Gerät gefangen, wenn diese Greiferschaufeln sich gegen die kleinen Seitenwände des Gestells legen. Das Ballastelement 31 seinerseits findet sich auf dem Meeresboden abgeladen und wird im allgemeinen verloren gegeben.When this happens, the grab shovels 5 and 6 swing outward, the scraper blades 9 and 14 dig the soil and the soil deposits to be removed are attached to those covering the grab shovels Nets are pushed and found trapped in the device when these grab shovels are against the small side walls of the frame. The ballast element 31 in turn is found unloaded on the sea floor and is generally given lost.
Nachdem das Entnahmegerät mittels seiner Auftriebselemente wieder aufgestiegen ist, wird der quaderförmige Netzkasten, den das Gerät bildet, entleert, und der Kreislauf kann wieder von vorn beginnen. After the removal device has risen again by means of its buoyancy elements, the The cuboid net box formed by the device is emptied and the cycle can start all over again.
Vorzugsweise werden die metallischen Bauteile dei Vorrichtung aus seewasserbeständiger Aluminiumle· gierung, wie z. B. gewissen Aluminium-Magnesium-Legierungen hergestellt.The metallic components of the device are preferably made of seawater-resistant aluminum alloy, such as B. made certain aluminum-magnesium alloys.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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