DE2742535B2 - Baggereimer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Baggereimer zum Baggern von Meeresböden, mit einem Korb in Form

«ι eines nach vorn offenen Parallelepipeds, der mit seitlich angeordneten Gleitschuhen versehen ist, deren Gleitkufen sich horizontal unterhalb des Korbes über dessen gesamte Länge erstrecken und eine nach vorn oben geneigte Ebene sowie jeweils vorn eine Vorrich-

)) tung zur Befestigung eines Baggerseiles aufweisen, wobei der Boden des Korbes, der mindestens teilweise durch horizontale Längsstäbe gebildet ist, an der Vorderseite ein Schürfteil aufweist, das nach unten geneigt ist und lediglich mit seinem Vorderende in dem zu

4Ii baggernden Boden eindringt.

Einen derartigen Baggereimer zeigt die. GB-PS 1156547. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung zur Aufnahme von Weichtieren aus dem Meeresgrund, wobei Druckwasser vom Schiff zum Meeresbo-

n den in den Baggereimer geleitet wird und ein Förderrohr die Weichtiere aufwärts führt. In dem Baggereimer ist eine geneigte Platte ohne Rost vorgesehen. Schlammartiges Material kann zwar durchtreten, für eine Selektion von Knollen bei der Aufnahme von

->n Sedimenten aus dem Meeresboden ist die Vomchtung aber nicht geeignet.

Eine weitere Ausführung eines Baggereimers zeigt die US-PS 3 972 566, der für die Aufnahme von Mineralien aus Sedimenten des Meeresgrundes bestimmt

v> ist. Dabei sind zwei verschiedene Arten von vertikalen Gittern angeordnet, von denen das erste Gitter unerwünschte Bestandteile fernhalten soll und das zweite Gitter dazu bestimmt ist, aufgenommene Knollen zu einer sich drehenden Trommel z»: leiten. Die Vorrich-

w) tung ist - allein schon durch die sich drehende Trommel - aufwendig und umständlich.

Der erfindungsgemäßc Baggereimer soll insbesondere bei einem Endloskettenbagger oder Endlosseilbagger zum Baggern von Meeresböden Verwendung

hi finden. Eine derartige Vorrichtung zeigt die FR-PS 2 185747. Der mit Eimern versehene Endlosseilbagger wird auf den Meeresboden von einem Schiff abgesenkt und an Hord eines anderen Schiffes wieder an-

gehoben, wo die Eimer entleert werden, ura wieder zum ersten Schiff mittels eines teilweise eingetauchten Abschnitts zurückgeführt zu werden, wobei sich die beiden Schiffe in der gleichen Richtung in parallelen Fabrwegen vorwärts bewegen. Der tätige oder aktive Teil des Endlosseilbaggers befindet sich in geringem Abstand vom Meeresboden oder auf diesem. Die Baggereimer können auf diese Weise Sedimente aufsammeln. Während des Sammelns werden die Eimer verschoben oder bewegt durch die Wirkung einer Kraft, die sich einerseits aus der Verschiebung oder der Bewegung de» Endlosseils des Baggers ergibt, und andererseits aus der Vorwärtsbewegung der Schiffe.

Unter den Sedimenten, die sich im Laufe der Zeit auf den Böden der Ozeane angesammelt haben, sind bestimmte von wirtschaftlichem Wert. Es handelt sich insbesondere um mehrmetallische Knollen, die AbIagemngen sind, die insbesondere Eisen, Mangan, Kupfer, Nickel und Kobalt einschließen, und die sich auf der Oberfläche und/oder in der Oberflächenschicht des Meeresbodens befinden.

Beim Sammeln dieser Knollen ist es erwünscht, daß jeder Eimer nahezu ausschließlich diese Körper aufsammelt. Der Eimer soll also während des Adfsammelns eine Auswahl zwischen den Knollen und den Sedimenten treffen. Damit der Eimer die meisten der möglichen Knollen sammelt, muß er in enger Berührung mit dem Meeresboden sein, solange der aktive Teil des Baggerseils nahe dem Boden betrieben wird.

Der Eimer muß daher die Knollen aufsammeln, auswählen und auch speichern, damit sie auf das Schiff hinaufbefördert werden können.

Diese dreifache Funktion des Aufsammeins, des Auswählens und des Speichen» wird durch Eimer erreicht, die einen vorne offenen Parallelepipedkorb aufweisen, dessen Boden sich nach vorne um leicht nach unten geneigte Zähne verlängert.

Bei den bekannten Eimern ist das Anheben von mehrmetallischen Knollen relativ gering in bezug auf die anderen Sedimente, d. h., daß der Aufsammlungskoeffizient das Verhältnis zwischen dem Gewicht der gespeicherten Knollen und dem Gesamtgewicht des geförderten Materials, zu gering ist. Darüber hinaus kann eine Verstopfung vor den Zähnen des Eimers stattfinden, wodurch Abhebungen des Eimers gegenüber dem Meeresboden stattfinden, die häufig von einer Schwingungsbewegung der Eimer in Vorwärtsrichtung begleitet sind. Derartige Bewegungen sind unerwünscht, da der Eimer auf diese Weise in das Sediment eindringen kann, mit dem er sich schnell füllt, utid da außerdem der Eimer die Knolle in nicht wiederholbarer Weise bzw. in nicht reproduzierbarer Weise aufsammelt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen in seinem Aufbau einfachen und stabilen Baggereimer der genannten Art zu schaffen, der sicher auf dem Meeresboden aufliegt und beim Schürfen eine Vorsortierung der aufzunehmenden bestimmten Bodenbestandleile vornimmt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Schürfteil stabförmige -lastische Elemente aufweist, die zwischen einim vorderen, querverlaufenden, elastisch nachgiebigen Bindeglied und einem den Vorderrand des horizontalen Teiles des Bodens des Korbes bildeiien quer angeordneten festen Bodenteil gespannt sind, daß jeder Gleitschuh fortlaufend die jeweilige Seitenwand des Korbes umgibt, und daß die Gleitkufen sich mit einem gerundeten Teil nach oben krümmen, der oberhalb des Korbes nach hinten bis zum Korbende verlängert ist und mit dem hinteren Ende der jeweils unteren Gleitkufe fest verbunden ist.

Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Baggereimer hat sich gezeigt, daß das angestrebte Ziel erreicht wird und daß die Eimer eine optimale Ausbeute an Knollen liefern. Insbesondere ermöglichen die Baggereimer einen Betrieb mit hoher Effektivität, weil die Eimer

ίο während der gesamten Sammelphase in ständiger Berührung mit der Oberfläche des Meeresbodens bleiben, ohne sich in Bewegung gegenüber dem Boden in diesen einzugraben. Darüber hinaus findet keine Verstopfung vor dem Gitter statt. Schließlich ist die

is Auswahl zwischen Knollen und Sediment außerordentlich zufriedenstellend.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausbildungsformen des Erfindungsgegenstandes gekennzeichnet.

ίο In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Baggereimfr * dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 in Aufsicht den Baggereimer, und

Fig. 2 in Seitenansicht den Baggereimer gemäß

>i Fig. L

Wie s>h aus Fig. 1 ergibt, weist der Baggereimer einen Korb 1 in Form eines Parallelepipeds auf, der mit seitlichen Gleitschuhen 2, 3 versehen ist und dessen Boden 4 vorne ein leicht nach unten geneigtes

in Schürfteil 5 aufweist, das als Gitter ausgebildet ist. Die seitlichen Gleitschuhe 2,3 bestehen aus einem stetigen Profil, dessen untere Seite eine horizontale Gleitkufe 6 aufweist, die rechtwinklig zum Korb 1 angeordnet und nach vorne angehoben ist, zur Bildung

ii einer geneigten Ebene 7, deren vorerer Teil 8 nach oben abgerundet ist. An der Vorderseite der Gleitschuhe 2,3 sind Einrichtungen 9 zur Befestigung oder Verankerung des Eimers an einer Baggerkette oder einem Baggerseil vorgesehen, wobei diese Emrich-

Hi tung 9 ein Ring oder ein Bogen sein kann.

Der Neigungswinkel des Teils der Gleitkufe 6 der Gleitschuhe 2, 3 in der geneigten Ebene 7 beträgt zwischen 5° und 20° besitzt in der Regel einen Winkelwert von etwa 10°.

ii Die tragende Fläche der Gleitschuhe 2, 3 muß so sein, daß die Eindringung des Eimers in das Sediment minimal ist, d. b. zwischen 0 und 5 cm beträgt. Für eine gegebene tragende Fläche ist die Eindringung abhängig einerseits vom Gewicht des Eimers und der

Vi Ladung des gesammelten Materials und andererseits von den Eigenschaften des Meeresbodens und insbesondere dessen Kohäsion oder Bindekraft. Diese Eigenschaften werden gemäß bekannten Verfahren ge· me?sen, wie mittels vom Boden entnommener Proben.

v~> Ausgehend vom Ergebnis dieser Messungen kann der Fachmann die tragei.de Fläche bestimmen, die im jeweiligen Fall für die Gleitschuhe 2, 3 zu verwenden ist.

Der Boden 4 des Korbs 1 weist das vordere Schürf -

wi teil 5 auf, das zwischen den Gleitschuhen 2, 3 angeordnet ist und nach unten leicht geneigt ist, Das Schürf teil 5 ist durch stabförmige, elastische F.le.nente 10 gebildet, die zwischen einem vorderen Querbindeglied 11 und dem Hinterteil des Bodens 4 gespannt

h. sind, unter Führung über einen festen Bodenteil 12, das den vorderen Ranci des horizontalen Teils des Hodens 4 bildet.

Dieses Querbindcglicd 11 kann ein Rundstab, ein

Seil, ein Stahldraht, rinc Drahtsaite, oder eine kleine Kette sein, die in Kerben oder Nuten geführt ist, die in Vertikalflanschen 13 angebracht sind, die einstükkig mit dem Korb 1 sind, wobei die Enden des Querbindeglieds 11 in ebenfalls mit dem Korb 1 einstückigen Blöcken verankert sind.

Die stabförmigen, elastischen Elemente 10 sind am Hinterteil des Korbs 1 mittels Spanngliedern 15 befestigt. Die gespannten Elemente 10 geben dem vorderen geneigten Schürfteil S die Form bzw. die Anordnung eines Gitters.

Als elastische Elemente 10 können Seile, Stahldrähte, Drahtsaiten oder Rundstäbe geringen Durchmessers verwendet werden. Die Befestigung jedes Elements 10 am Querbindeglied 11 an einem Ende und am Spannglied 15 am anderen Ende ist auf geeignete Weise möglich. Wenn ein deratigcs Element 10 durch eine Drahtsaite gebildet ist, können die Enden haarnadeiförmig umgebogen werden und einerseits um das Querbindeglied 11 und andererseits in das Spannglied 15 geführt werden.

Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen 10 ist abhängig vom Durchmesser der Knollen. Er muß selbstverständlich kleiner als der kleinste Durchmesser der Knollen sein, die gesammten werden sollen.

Der Winkel des Gitters gegenüber der Horizontalen muß so sein, daß einerseits die Knollen in den Korb 1 eingeführt werden können, und daß andererseits die Elemente 10 als Ausscheidungs- bzw. Abtrennungseinrichtung und als Sammeleinrichtung wirken, ohne daß sie zu großen Belastungen unterworfen sind. Deshalb muß dieser Winkel zwischen 10" und 25° liegen und beträgt in der Regel etwa 20°.

Der Boden 4 des Korbs 1 besteht aus Rundstäben 16, die parallel zu den Gleitschuhen 2, 3 angeordnet sind, um die Bewegung der Knollen zum Hinterende des Korbs 1 zu erleichtern. Der Raum zwischen jedem Rundstab 16 muß kleiner sein als die kleinste Abmessung der Knollen. Die anderen Seiten oder Flächen des Korbs 1 können durch ein Gitterwerk oder Flechtwerk aus Metallstäben oder -latten oder durch jede andere analoge Vorrichtung gebildet werden, außer der Vorderseite, die frei sein muß.

Um dem Eimer große Stabilität zu verleihen, muß sich außer den bereits erwähnten Bedingungen der mit seinem Gitter versehene Korb 1 in Längsrichtung über etwa die zwei hinteren Drittel der gesamten Längsausdehnung der Vorrichtung erstrecken.

Der Boden 4 des Korbs 1 muß stets über dem Meeresboden sein, r.nd zwar unabhängig von der Eindringung der Gleitschuhe 2, 3 in das Sediment. Um dies unabhängig von der Art des den Meeresboden bildenden Sediments zu erreichen, ist der Boden 4 des Korbs 1 etwa 10 cm über der Fußplatte 6 der Gleitschuhe 2, 3 angeordnet.

Dabei kann der Korb 1 so befestigt sein, daß der Abstand zwischen dem Boden 4 des Korbs 1 und den Gleitkufen 6 der Gleitschuhe 2, 3 einstellbar ist.

Das Entleeren des Eimers erfolgt durch Kippen nach vorne. Daher ist im gegen den Vorderteil jedes > Gleitschuhs angeordneten Raum, der die geneigte Ebene 7 aufweist, eine schräge Ablenkplatte 17 angeordnet, die während des Entleerens eine Ansammlung von Knollen im Inneren des abgerundeten Teils 8 der Gleitschuhe 2, 3 vermeidet.

i" Wenn der Baggereimer auf dem Meeresboden ruht, unterliegt er einer Wirkung, die sich aus der Bewegung der Baggerkette oder des Baggerseils und der Vorwärtsbewegung der Baggerschiffe ergibt. Das Querbindeglied 11 dringt in das Sediment ein und schneidet ι i in diesem eine Oberflächenschicht ab. Die Elemente 10 sammeln infolge ihrer Neigung die Knollen, die sich auf und in dieser Oberflächenschicht befinden und trennen infolge ihrer Anordnung die Knollen vom Sedimeni, ohne daß ein Verstopfen auftreten kann. -'" Die Knollen werden infolge der Neigung und der Anordnung der Elemente 10 zum Korb 1 gefördert, in dem sie dann gespeichert bzw. gelagert werden.

Wenn ein nach vorne gerichtetes Schwingungsoder Kippmoment auftreten sollte, verhindert die -·' Form der Gleitschuhe 2,3 und das Vorhandensein der geneigten Ebene 7 ein Umkippen des Korbs 1 in praktisch allen Fällen.

Zu.·« Aufsammeln maximaler Mengen von Knollen, und weil der Haufen der gesammelten Knollen nur ι» partiell zum Hinterteil des Korbs 1 gefördert wird, ist das geneigte Girier ausreichend weit unter das Sediment verlängert. Auf diese Weise sammelt der Eimer beim Hochziehen Knollen, die ohne diese Maßnahme nicht aufgesammelt werden wurden. Weiter erstreckt r> sich das Volumen des Korbs 1 seitlich und nach unten in das Innere der Gleitschuhe 2,3. Schließlich kommt der Eimer bei seinem Aufziehen in eine mehr oder weniger vertikale Lage, derart, daß die gesammelten und durch das Gitter ausgewählten Knollen sich am ■"> Boden des Korbs sammeln.

Ein ausgeführtes Beispiel eines Baggereimers, der zufriedenstellende Ergebnisse brachte, hat folgende Abmessungen:

Gesamtlänge: 250 cm;
j> Gesamtlänge des Korbs 1: 140 cm;

Länge des Schürf teils 5: 70 cm;

Gesamtbreite: 200 cm;

Breite jedes Gleitschuhs 2, 3: 50 cm;

Gesamthöhe: 79 cm;
v) Vertikalabstand zwischen Korb-Boden 4 und

Gleitschuh-Fußplatte 6: 10 cm;
Neigungswinkel des Schürfteils 5: 20°;
Neigungswinkel der geneigten Ebene 7: 10°.

Weiter kann der Eimer symmetrisch gegenüber einer horizontalen Medianebene ausgeführt werden, wodurch der Eimer stets in seine Arbehslage auf den Boden fallen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche;

1. Baggereimer zum Baggern von Meeresböden, mit einem Korb in Form eines nach vorn offenen Parallelepipeds, der mit seitlich angeordneten Gleitschuhen versehen ist, deren Gleitkufen sich horizontal unterhalb des Korbes über dessen gesamte Länge erstrecken und eine nach vorn oben geneigte Ebene sowie jeweils vorn eine Vorrichtung zur Befestigungeines Baggersefles aufweisen, wobei der Boden des Korbes, der mindestens teilweise durch horizontale Längsstäbe gebildet ist, an der Vorderseite ein Schürfteil aufweist, das nach unten geneigt ist und lediglich mit seinem Vorderende in den zu baggernden Boden eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schürfteil (5) stabförmige elastische Elemente

(10) aufweist, die zwischen einem vorderen, quer verlaufenden, elastisch nachgiebigen Bindeglied

(11) und einem den Vorderrand des horizontalen Teiles des Bodens (4) des Korbes (1) bildenden quer angeordneten festen Bodenteil (12) gespannt sind, daß jeder Gleitschuh (2, 3) fortlaufend die jeweilige Seitenwand des Korbes (1) umgibt, und daß die Gleitkufen (6) sich mit einem gerundeten Teil (8) nach oben krümmen, der oberhalb des Korbes (1) nach hinten bis zum Korbende verlängert ist und mit dem hinteren Ende der jeweils unteren Gleitkufe fest verbunden ist.

2. Baggereimer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen elastischen Elemente (10) über de^i den Vorderrand des horizontalen Teiles des Bodens (4) Korbes (1) bildenden festen Bodenteil (12} führ η und an ihrem anderen Ende mittels Spanngliedern (15) am Hinterteil des Korbes (1) befestigt sind.

3. Baggereimer nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (10) durch Stahldrähte gebildet sind.

4. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende des quer verlaufenden Bindegliedes (11) an einem mit der entsprechenden Seitenwand des Korbes (1) einstückigen Teil verankert ist.

5. Baggereimer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Bindeglied (11) an jeder Seite über eine in einem mit dem Korb (1) einstückigen Flansch (13) angebrachte Nut geführt ist.

6. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schürfteil (5) nach unten in einem Winkel zwischen 10° und 25° geneigt ist.

7. Baggereimer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schürfteil (5) um etwa 20° geneigt ist.

8. Baggereimer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die nach vorn oben geneigte Ebene (7) der Gleitkufen (7) mit der Horizontalen einen Winkel von 5° bis 20° bildet.

9. Baggereimer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 10° beträgt.

10. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (4) des Korbes (1) mit einem Vertikalabstand von etwa 10 cm über den Gleitkufen (6) angeordnet ist.

11. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Einstellen des Vertikalabstandes zwischen dem Boden (4) des Korbes (1) und den Gleitkufen (6) vorgesehen ist

12. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Seite des Korbes (1) vorn ein nach oben geneigtes Schürfteil aufweist, das mit dem unteren Schürfteil identisch ist,

13. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Baggereimer breiter als lang ist.

14. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Korb (1) in seiner Breite bis zum Außenrand der Gleitschuhe (2, 3) erstreckt

15. Baggereimer nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorderteil der Gleitschuhe (2, 3) vertikale Ablenkplatten (17) vorgesehen sind, die schräg angebracht sind und nach vorn konvergieren.