-
Vorrichtung zum selbständigen Bewegen am Boden
-
von Gewässern und Meeren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Maschinen mit Schreitbewegungsart, insbesondere auf Vorrichtungen zum selbständigen
Fortbewegen am Boden von Gewässern und Meeren zum Befördern von Gewinnungs-, Aufschluß-
und Transportmitteln beim Erschließen des Meeresbodens.
-
Mit bestem Erfolg kann die Erfindung bei der Auswertung von Meeres-
und Ozeanlagerstätten von Bodenschätzen eingesetzt werden.
-
Die Vorrichtung kann auch zur Verschiebung von schweren Konstruktionen,
zur Durchführung von Montagearbeiten und als unterseeischer Bohrunterbau ausgenutzt
werden.
-
Aus der DT-OS 2 506 313 ist ein Verfahren und eine Maschine zum Bewegen
am Boden von Gewässern und Meeren mit Schreitbewegungsart bekannt. Die Maschine
ist in Form eines Gestells mit zwei Stützen ausgeführt, wobei das Gestell mit im
Bereich der Stützen angeordneten Behältern versehen wird, die durch Zu-und Abflußrohre
mit einer Quelle eines Füllmittels zur Erzeugung eines Auf- bzw. Abtriebs im Stützenbereich
verbunden sind.
-
In dieser Maschine ist auch ein Drehwerk vorgesehen, das eine Drehbewegung
um die am Boden abgestützte Stütze ermöglicht.
-
Am Gestell sind noch Führungen vorgesehen, auf welchen sich ein verschiebbarer
Schlitten befindet, der Arbeitsorgane, beispielsweise Gewinnungsmittel, wie eine
Saugbaggerpumpe zur Förderung der Bodenschätze als Pulpe zu einer Anreicherungsanlage
ein Erdaufnahmeorgan zum Auflockern und Aufnehmen von Bodenschätzen usw. trägt.
-
Das Bewegungsprinzip dieser Maschine besteht darin, daß nach dem Aufstellen
der mit Abtrieb abgesenkten Maschine in ihre Arbeitsstellung am Meeresboden - im
Bereich einer ser Stützen zur Verschiebung in der vorgesehenen Richtung ein Auftrieb
durch Einführung des Arbeitsmittels, dessen Dichte kleiner als die Dichte des Umgebungsmediums
ist, im Behälter im Bereich dieser Stütze entwickelt wird. Durch den entwickelten
Auftrieb hebt sich die Stütze von der Meeresbodenfläche, während die zweite Stütze
(mit Abtrieb) in ihrem Bereich am Boden unbeweglich stehenbleibt.
-
Die angehobene Stütze wird mit dem ganzen Gestell zusammen in der
vorgesehenen Richtung bezüglich der zweiten, feststehenden
Stütze
gedreht. Nach dieser Drehbewegung wird der ersten Stütze ein Abtrieb verliehen,
so daß sich wieder beide Stützen am Meeresboden abstützen. Hiernach wird an der
zweiten Stütze ein Auftrieb entwickelt, wobei die erste Stütze unbeweglich bleibt,
und das Arbeitsspiel wiederholt sich mit der zweiten Stütze wie bei der ersten.
Durch Heben und Senken beider Stützen sowie durch Drehen der Maschine um die am
Meeresboden stehende Stütze, können verschiedenartige Bewegungslinien der Maschine
am Meeresboden erhalten werden.
-
Die oben beschriebene Maschine kann im Besitz hoher Manövrier-und
Fortbewegungsmöglichkeiten zum Befördern unterschiedlicher Arbeitsorgane auf dem
Gewässerboden eingesetzt werden, die keine große Standsicherheit bei ihrer Arbeit
erfordern, und auch zur Durchführung verschiedenartiger Unterwasserarbeiten, wie
Bodenprobenentnahmen, zu Fernseh- und photographischen Beobachtungen u.a.m. verwendet
werden.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine standsichere
und manövrierfähigere Vorrichtung zum Bewegen am Boden von Gewässern und Meeren
zu entwickeln.
-
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Vorrichtung
zum Bewegen am Boden von Gewässern und Meeren, die ein Gestell mit die Vorrichtung
über der Meeresbodenfläche hochhaltenden Stützen, im erwähnten Gestell vorgesehene
Behälter, die durch Zu- bzw. Abflußrohre mit Ouellen eines Füllmittels in
Verbindung
stehen, um in einem Teil des Gestells im Bereich der Stützen Auf- bzw. Abtriebskraft
zu entwickeln, und ein Drehwerk zum Verdrehen des Gestells um die am Meeresboden
stehenbleibenden Stützen darstellt, erfindungsgemäß das Gestell in Form eines Vielecks
mit aneinander angelenkten Seiten ausgeführt ist, wobei die Behälter zumindest an
zwei Seiten des Gestells vorgesehen und die Stützen in der Nähe von den Anlenkstellen
der Gestellseiten angeordnet sind, während das erwähnte Gestelldrehwerk derart ausgeführt
ist, daß es die Veränderungen der Winkel zwischen den erwähnten Gestellseiten bewirkt.
-
Die vorgeschlagene Vorrichtung besitzt eine hohe Standsicherheit bei
ihrer Fortbewegung sowie in statischer Stellung während der Durchführung von Arbeiten.
Durch die Veränderung der Winkel zwischen den Gestellseiten bei der Ortsverlagerung
der Vorrichtung wird eine hohe Manövrierfähigkeit erreicht. In einer festgelegten
Stellung am Meeresboden ermöglicht diese Vorrichtung die Bearbeitung einer großen
Bodenfläche, z.B. bei der Durchführung von geologischen Auf schlußarbeiten und anderen
Arbeiten, was für eine Fern- bzw. unabhängige Steuerung der Vorrichtung bei deren
Betrieb nach einem vorgeschriebenen Programm von besonderer Bedeutung ist.
-
Eine der Ausführungen der Vorrichtung besteht darin, daß deren Gestell
als Gelenkparallelogramm ausgeführt ist und die Behälter zumindest an zwei parallelen
Seiten des Gestells angeordnet sind.
-
Diese Ausführung der Vorrichtung stellt die einfachste Konstruktion
dar und sichert die notwendige Manövrierfähigkeit und Standsicherheit der Vorrichtung
sowohl in deren fester Stellung auf dem Meeresboden als auch bei ihrer Verlagerung.
-
Es empfiehlt sich, an zwei parallelen Seiten des Gestells Schlitten
vorzusehen, die miteinander über Gelenke durch einen Querbalken verbunden sind,
wobei am Querbalken ein beliebiges Arbeitsorgan angeordnet ist. Die Schlitten sind
entlang der Parallelogrammseiten auf diesen hin- und herbeweglich aufgesetzt.
-
Durch diese Ausführung wird mit Hilfe des Arbeitsorgans die Bearbeitung
einer großen Bodenfläche in jeder festen Stellung der Vorrichtung auf dem Meeresboden
ermöglicht.
-
Nach einer weiteren möglichen Ausführung der Erfindung wird das Drehwerk
des Gestells als mit den benachbarten Seiten im Bereich deren Verbindung gelenkig
verbundene Kraftzylinder ausgeführt.
-
Die Benutzung der Kraftzylinder sichert eine hohe Genauigkeit bei
Winkelveränderungen zwischen den Gestell seiten und somit eine hohe Verstellungsgenauigkeit
der Vorrichtung auf einer vorgegebenen Bahn.
-
Es ist äußerst vorteilhaft, die Stützen in ihrer Höhe verstellbar
auszuführen. Durch diese Ausführung der Stützen wird die Arbeit der Vorrichtung
auf einem nicht ebenen Meeresboden ermöglicht.
Die teleskopartige
Ausführung der Stützen ermöglicht es, auf einfachste Weise das Ausgleichen von Höhenunterschieden
einer Bodenoberfläche durchzuführen, auf der sich die Vorrichtung bewegt.
-
Nachstehend wird eine ausführliche Beschreibung konkreter Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wiedergegeben. Es
zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig.
2, 3 eine der Seiten der Vorrichtung mit Behältern, Leitungen sowie einer Förderanlage
für die Arbeitsflüssigkeit zur Erzeugung eines Abtriebs in beiden Stützen (Fig.
2) bzw. zur Erzeugung eines Auftriebs in einer Stütze, im Längsschnitt, Fig. 4,
5 verschiedenartige Verstellbahnen der Vorrichtung am Meeresboden, Fig. 6 eine Ausführungsform
der Stützen.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 (Fig. 1) enthält ein Gestell 2
in Form eines Vielecks, hier eines Parallelogramms mit den Seiten 3, 4, 5, 6, die
miteinander durch Gelenke 7 verbunden sind. Das Gestell 2 stützt sich auf Stützen
8, die im Bereich der Verbindung der Gestellseiten 3, 4, 5, 6 angeordnet sind.
-
Zur Entwicklung einer Auf- bzw. Abtriebskraft im Bereich der Stützen
8 sind die parallelen Seiten 3, 5 mit Behältern 9 ausgerüstet, und zwar mit je zwei
an jeder der Gestellseiten 3, 5.
-
Es ist jedoch eine weitere mögliche Ausführung der Vorrichtung 1 zu
nennen, in der in jeder der Seiten 3, 4, 5, 6 des Gestells 2 je ein Behälter 9 angeordnet
ist. Die Behälter 9 werden mit einem FüllmittelS beispielsweise mit Wasser 10 gefüllt
(Fig. 2, 3).
-
Zwischen den beiden Behältern 9 jeder Seite 3, 5 des Gestells 2 werden
je zwei Pumpen 11, 12, beispielsweise Kreiselpumpen oder aber nur eine Umkehrpumpe
montiert. Die Pumpen 11, 12 werden durch Zu- und Abflußrohre 13, 14 und 15, 16 mit
beiden Behältern 9 verbunden. Darüber hinaus kommuniziert jedes Paar der Behälter
9 mit Hilfe einer Rohrleitung 17 miteinander, die mit einem Uberlaufventil 18 ausgestattet
ist.
-
Auf die Parallelseiten 3, 5 des Gestells 2 werden noch Schlitten 19
(Fig. 1) auf diesen längs hin- und herbeweglich aufgesetzt. Die Schlitten 19 sind
über einen Querbalken 20 miteinander gelenkig verbunden. Auf dem Querbalken 20 wird
ein auf diesem längsverstellbares Arbeitsorgan 21 der Vorrichtung montiert. Als
Arbeitsorgan 21 kann beispielsweise eine Saugbaggerpumpe mit einem Antrieb zur Förderung
von Bndenschätzen in Form von Pulpe zu einer Anreicherungsanlage sowie ein Erdaufnahmemittel
zum Auflockern und Ansaugen der Bodenschätze eingesetzt werden. Das Arbeitsorgan
21 ist durch eine Schlauch-Kabel-Verbindung 22 mit einem Versorgungsschiff 23 verbunden.
-
Zur Veränderung der Winkel zwischen den Seiten 3, 4, 5, 6 des Gestells
2 sind Kraftzylinder 24 vorgesehen, die mit den benachbarten Seiten 3, 4, 5, 6 im
Bereich ihrer Verbindung gelenkig verbunden sind.
-
Zum Einsatz der Vorrichtung 1 wird auf unebenen Bodenoberflächen sind
die Stützen 8 in ihrer Höhe verstellbar, d.h. teleskopartig in Form von Kraftzylindern
25 (Fig. 6) ausgeführt, deren Druckräume 26 über Rohrleitungen 27 mit einem Druckwasser-Druckluftspeicher
28 (Fig. 2) eine mit öl gefüllte geschlossene Anlage bildend, in Verbindung stehen.
-
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.
-
Das Transportieren der Vorrichtung 1 zur Stelle ihres Einsatzes kann
an Bord eines Versorgungsschiffes 23 oder auch im Schwimmzustand erfolgen, wozu
der Querbalken 20 und das Arbeitsorgan 21 am Gestell 2 unter Berücksichtigung der
Kippsicherheit und möglichen Trimmlage der Vorrichtung 1 in einer rechnerisch ermittelten
Stellung befestigt werden. Dabei wird die Standhöhe der Arbeitsflüssigkeit 10 in
den Behältern 9 so hoch gewählt, daß die erforderliche Auftriebkraft erreicht wird.
Nach dem Verbringen der Vorrichtung 1 zu ihrer Arbeitsstelle wird die Luft teilweise
aus den Behältern 9 ausgeblasen, indem sie durch Umgebungswasser 10 verdrängt wird.
Ist somit eine Abtriebskraft der Vorrichtung entwickelt, wird die Vorrichtung, nachdem
sie nach bekannter Methode mit Ballast beladen wird, allmählich auf den Boden abgesenkt.
Nachdem die Vorrichtung 1 in ihrer Ausgangsstellung auf den Meeresboden aufgestellt
ist, wird durch Verstellen
der Schlitten 19 zusammen mit dem Querbalken
20 längs der Seiten 3, 5 des Gestells 2 und des Arbeitsorgans 21 längs des Querbalkens
20 die ganze zwischen den Seiten 3, 5 des Gestells 2 eingeschlossene Bodenfläche
bearbeitet. Die notwendige Energieversorgung und Fernsteuerung der Vorrichtungswerke
erfolgt über die Energieversorgungslinien der Schlauch-Kabel-Leitung 22, in deren
Innerem das gewonnene Material zur Aufnahmestelle und Anreicherungsanlage (aus derFig.
nicht ersichtlich) des Versorgungsschiffes 23 oder ans Ufer, falls die Vorrichtung
in dessen Nähe arbeitet, befördert wird.
-
Zur Fortbewegung der Vorrichtung 1 auf ein anderes Bodenstück wird
ein Auftrieb in zwei benachbarten Stützen 8 entwickelt.
-
Dazu wird an jeder der Seiten 3, 5 das Uberlaufventil 18 gleichzeitig
geöffnet und durch die Pumpe 11 wird Wasser 10 aus dem rechten Behälter 9 in den
linken (Fig. 2, 3) gepumpt.Die aus dem linken Behälter 9 verdrängte Luft tritt über
die Rohrleitung 17 in den rechten Behälter 9 über. Das Herauspumpen des Wassers
10 aus den rechten Behältern 9 der Seiten 3, 5 verläuft solange, bis sich die Stützen
8 im Bereich dieser Behälter 9 auf eine bestimmte berechnete Höhe über dem Meeresboden
(Fig. 3) gehoben haben.
-
Das Uberpumpen des Wassers 10 aus dem einen in den anderen Behälter
9 kann auch mittels einer unabhängigen Druckgasquelle erfolgen, die sich auf dem
Versorgungsschiff 23 befindet, oder auch aus Druckgasflaschen, die (nicht mit abgebildet)
am Gestell 2 der Vorrichtung 1 unmittelbar befestigt sein können.
-
Die Behälter 9 können auch unten offen ausgeführt werden. In diesem
Fall wird der Auftrieb im Bereich der Behälter 9 durch Verdrängung des Wassers 10
aus dem Oberteil des Behälters 9 druch Druckgas entwickelt.
-
Das Verstellen der über die Bodenoberfläche hochgehobenen Stützen
8 erfolgt mit Hilfe der Kraftzylinder 24, die die Winkel zwischen den aneinander
angelenkten Seiten 3, 4, 5, 6 des Gestells 2 verändern. Nach dem Verschwenken der
hochgehobenen Stützen 8 um einen vorgegebenen Winkel wird im Bereich dieser Stützen
8 eine Abtriebskraft entwickelt. Dazu wird in die Behälter 9, die im Bereich der
hochgehobenen Stützen angeordnet sind, das Wasser 10 mit Hilfe der Pumpen 12 durch
die Rohrleitungen 14, 15 eingedrückt. Die Zufuhr des Wassers 10 in diese Behälter
9 erfolgt solange, bis alle Stützen 8 auf der Bodenoberfläche stehen.
-
Durch Entwicklung des Auf- bzw. Abtriebs an den verschiedenen Stützenpaaren
8 und durch Verschwenken dieser hochgehobenen Paare der Stützen 8 über der Bodenoberfläche
können unterschiedliche Bewegungsbahnen der Vorrichtung 1 auf dem Meeresboden erhalten
werden (Fig. 4, 5).
-
Durch Ausführung des Gestells 2 in Form eines Parallelogramms mit
den aneinander angelenkten Seiten 3, 4, 5, 6 entsteht die Möglichkeit, die Winkel
zwischen den Seiten beim Verstellen und damit Weiterbewegen der Vorrichtung ohne
Verletzung deren Stabilität zu verändern.
-
Das Ausgleichen der Bodenneigung und einzelnen Unebenheiten erfolgt
wie oben gesagt, mit Hilfe der in ihrer Höhe verstellbaren teleskopartigen Stützen
8 in Form der Kraftzylinder 25 (Fig. 6), deren Druckräume 26 miteinander über den
Druckwasser-Druckluftspeicher 28 durch die Rohrleitungen 27 verbunden sind.
-
Wird eine Auftriebskraft im Bereich des einen Stutzenpaares 8 entwickelt,
so ist dieser Vorgang mit der Belastungszunahme am anderen Stützenpaar verbunden
und der Druck in in Druckräumen 26 der Kraftzylinder 25 dieser Stützen 8 steigt
an. Infolge des Überdrucks in diesen Stützen 8 strömt das Ol in die Kraftzylinder
25 der über die Bodenoberfläche angehobenen Stützen 8 über.
-
Das Uberströmen des Öls in die genannten Kraftzylinder 25 verläuft
solange, bis die Kolbenstangen dieser Kraftzylinder 25 bis zum Anschlag gegen den
Boden herausfahren. Nach dem erfolgten Verschwenken der vom Boden abgehobenen Stützen
8 auf ein neues Bodenstück wird im Bereich dieser Stützen 8 eine Abtriebskraft entwickelt
und diese senken sich bis zur Berührung mit dem Boden ab. Nach der Bodenberührung
fahrt die Kolbenstangen der Kraftzylinder 25 der vorher gehobenen Stützen 8 ein,
und die ganze Konstruktion setzt sich allmählich auf den Meeresboden, bis alle Stützen
8 auf dem Boden stehen und der Druck in den Druckräumen 26 der Kraftzylinder 25
allerStützen 8 ausgeglichen ist. Der Druckwasser-Druckluftspeicher 28 begünstigt
den Ausgleich der Druckpulsation in der Hydropneumoanlage. Derartige Selbstregelungen
der Stützenhöhe und des Druckes in den Kraftzylindern 25 ermöglichen es, jegliche
Verformung des Gestells 2
der Vorrichtung 1 zu vermeiden.
-
Zur Steuerung aller Werke der Vorrichtung 1 ist auch ein nicht abgebildeter
Steuerblock vorgesehen, der sowohl am Versorgungsschiff 23 als auch unmittelbar
am Gestell 2 der Vorrichtung angeordnet werden kann.
-
Leerseite