-
-
Dockvorrichtung zum Docken oder Koppeln eines
-
tauchfähigen Fahrzeuges an eine Unterwasserkonstruktion.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren,
das ein Docken zwischen einem bewegbaren tauchfähigen Fahrzeug und einer Unterwasserkonstruktion
gestattet, insbesondere zum Befördern von Personen und Geräten zur Versorgung und
Bedienung von Unterwasserkammern, in denen Einrichtungen und Anlagen ftir öl- oder
Gasquellen untergebracht sind.
-
Die steigenden und intensiven Bohrungen nach öl und Gas auf dem Meeresboden
fordern immer mehr bewegbare Unterwasserfahrzeuge, mit denen Unterwasserkonstruktionen
versorgt werden können. Dabei handelt es sich insbesondere um Unterwasserkammern
für Pump-, Steuer- und Kontrollgeräte für o1- und Gasleitungen
bzw.
Pipelines. Es sind zwei Haupttypen solcher Fahrzeuge bekannt, nämlich festgemachte
und nicht festgemachte Tauchfahrzeuge. Ein festgemachtes Fahrzeug ist kontinuierlich
mit Luft-und Energieversorgungsquellen an der Oberfläche durch eine Nabelschnur
verbunden und wird über diese versorgt. Das festgemachte Fahrzeug ist üblicherweise
in der Art einer Taucherglocke ausgeführt, die schwer zu maneuvrieren und verwundbar
sein kann, wenn irgendein Fehler in der üblicherweise langen, das Fahrzeug oder
die Taucherglocke mit der Oberfläche verbindenden Nabelschnur auftritt. Ein nicht
festgemachtes Unterwasserfahrzeug ist durch Luft selbsttragend, und Energie wird
gewöhnlich von Batterien geliefert, die sich an Bord befinden und die vor dem Tauchen
geladen werden können. Diese Art des Unterwasserfahrzeuges verwendet Ballasttanks
und ist in gewisser Weise ähnlich den militärischen Unterseebooten, jedoch kleiner
als diese.
-
Beide Typen der Fahrzeuge können mit einem Tauchsupport und "einer
Atmosphärenverbindung" vom Fahrzeug zur Unterwasserkammer versehen sein. Eine Atmosphärenverbindung
ermöglicht es, daß eine Person sich zwischen dem Unterwasserfahrzeug und der Unterwasserkonstruktion
bewegen kann, ohne zu hohem Druck ausgesetzt zu sein. Dies wird gewöhnlich durch
aufeinander abgestimmte, einander zugeordnete und ergänzende Luken im Fahrzeug und
in der Unterwasserkonstruktion erreicht, in denen durch Senkung des Druckes eine
ausreichende Dichtung geschaffen und aufrechterhalten wird. Eine solche Vorkehrung
erfordert aber ein genaues Ausrichten und Inlagebringen der einander ergänzenden
Luken, zeitgerechtes Docken und ähnliche Massnahmen, die erhebliche Probleme aufwerfen,
insbesondere für nicht festgemachte Fahrzeuge, die bei schlechter Sicht gekoppelt
werden müssen. Manchmal kann der Fahrzeugführer einen Zielpunkt nicht sehen, um
die Luken beim endgültigen Annähern ausgerichtet und fluchtend zu halten und das
Docken oder Koppeln muss abgebrochen werden. Es wurden verschiedene Ausrichteinrichtungen
und Dock-Konstruktionen vorgeschlagen, um eine erste Berührung des Fahrzeuges und
der Konstruktion bei schlechter Sicht zu gestatten, wobei häufig Ultra-
schallunterwasser-Ortungsanlagen
eingesetzt wurden. Die endgültige Annäherung der einander ergänzenden Oberflächen
wird manchmal durch hydraulisch betätigte Mechanismen durchgeführt, die es gestatten
die Achsen der Luken in Fluchtlinie zu bringen und zu halten, bevor die einander
ergänzenden Lukenflächen in Berührung kommen. Solche Vorrichtungen können aber komplex
sowie anfällig und leicht zerstörbar sein. Ausserdem erfüllen diese Vorrichtungen
nur eine Aufgabe und dienen nur einem Zweck, nämlich das Koppeln zwischen dem Fahrzeug
und der Unterwasserkonstruktion durchzuführen und sind daher nicht nur eine Gewichtssondern
auch eine Kostenbelastung, die bei der Wettbewerbssituation eine grosse Rolle spielt.
-
Einige Dockeinrichtungen verwenden kraftgetriebene Greifvorrichtungen,
die eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Unterwasserkonstruktion
bewerkstelligen, wobei beim Lösen des Fahrzeuges von der Unterwasserkonstruktion
eine umgekehrte Kraft verwendet werden muss, Wenn nun die erforderliche Energiequelle
im Fahrzeug aus irgendeinem Grund ausfällt, treten ausserordentlich grosse Schwierigkeiten
auf 1 um das Fahrzeug von der Unterkonstruktion zu lösen, wodurch die Besatzung
gefährdet wird. Ferner kann mit einigen Dockvorrichtungen das Koppeln auch nur in
bestimmten Strömungsrichtungen erfolgen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einige dieser Schwierigkeiten und Nachteile
der bekannten Anlagen zu verringern und eine im wesentlichen einfache Dockvorrichtung
zu schaffen, die ein Koppeln zwischen Fahrzeug und Unterwasserkonstruktion gestattet.
-
Ein dem Fahrzeug zugeordnetes Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung
dient als Träger des Fahrzeuggewichts und stützt das Fahrzeug, wenn es auf dem Grund
oder dem Meeresboden steht.
-
Eine solche Konstruktion ist weniger komplex und weist ein geringeres
Gewicht auf als eine solche, die nur für das Koppelmanöver ausgelegt ist. Weiterhin
ist die Vorrichtung einfach und robust und die Bedienung und Wartung der Anordnung
dürfteebenfalls weniger Aufwand erfordern als die der bekannten Einrichtungen. Das
Ausrichten der Luken des Fahrzeuges und der Unterwasserkonstruktion wird hauptsächlich
durch Ballastbetrieb und Schieben bzw. Drücken
des Fahrzeuges durchgeführt,
wobei zusammenwirkende Führungen eingesetzt werden. Dieses ist im Gegensatz zu einigen
bekannten Vorrichtungen, die dem Auftrieb eine mechanische Verbindung entgegensetzen.
Ahnlich wird zwischen den Lukenanordnungen eine Dichtung lediglich durch Druckdifferenzen
aufrechterhalten, und nicht durch mechanische Verbindungen. Auf diese Weise ist
die Dockvorrichtung im wesentlichen gegen Ausfall gesichert, wenn die Kraftversorgung
oder irgendein Gerät ausfallen sollte. Um das Fahrzeug von der Unterwasserkonstruktion
zu lösen, wird Wasser in einen zwischen den Luken vorgesehenen Raum eingelassen,
so daß die Aussen- und Innendrucke ausgeglichen werden und die Dichtung aufgehoben
wird. Dabei kann dann das Fahrzeug aufgrund seiner eigenen Auftriebskraft zu der
Oberfläche aufsteigen. Ferner kann das Koppeln üblicherweise auch bei schlechten
Sichtverhältnissen sicher durchgeführt werden, da die erste Berührung nahe eines
für die Bedienungsperson vorgesehenen Sichtfensters erfolgt.
-
Das Koppeln ist auch in Strömungen möglich, die in irgendeiner horizontalen
Richtung in Bezug auf die Konstruktion gerichtet sind.
-
Die erfindungsgemässe Dockvorrichtung gestattet ein Koppeln zwischen
einem bewegbaren Tauchfahrzeug und einer Unterwasserkonstruktion und sie ist dadurch
gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Fahrzeugs ein dessen Gewicht stützender
Träger und eine im wesentlichen nach unten weisende Lukenanordnung vorgesehen ist.
Die Unterwasserkonstruktion ist mit einer Landeeinrichtung für das Fahrzeug und
einer im wesentlichen nach oben weisenden Lukenanordnung versehen, die eine Ergänzung
zur Lukenanordnung am Fahrzeug darstellt. Die Dockvorrichtung weist eine Koppelungsanordnung
auf, die dem Träger und der Landeeinrichtung zugeordnet ist und die es gestattet,
die Lukenanordnung des Fahrzeuges zunächst quer zur Lukeneinrichtung der Unterwasserkonstruktion
zu nähern dann im wesentlichen axial zu der Lukenanordnung zu bewegen und zu koppeln.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine mit dem Träger des Fahrzeuggewichts
zusammenwirkende Einziehvorrichtung vorgesehen, die dazu dient, den Träger in Bezug
auf das Fahrzeug einzufahren. Führungen und Arretierungen sind dem Fahrzeug und
der Unterwasserkonstruktion
zugeordnet, um die axiale und seitliche
Bewegung des Fahrzeuges in Bezug auf die Unterwasserkonstruktion zu begrenzen. Bei
einem Koppelvorgang wird so verfahren, daß das Fahrzeug der Unterwasserkonstruktion
genähert wird, bis der Träger des Fahrzeugs gegen die Landeeinrichtung gedrückt
wird. Das Fahrzeug wird dann in Bezug auf diese T^ndeeinrichtungen nivelliert und
über diese geführt, so daß der Träger gegen die Landeeinrichtung drückt. Das Fahrzeug
wird angehalten, wenn die Lukenanordnungen am Fahrzeug und an der Unterwasserkonstruktion
fluchten. Dann wird das Fahrzeug abgesenkt, so daß die Lukenanordnung am Fahrzeug
im wesentlichen axial gegen die Lukenanordnung an der Unterwasserkonstruktion bewegt
wird. Bei einer Ausführungsform des Koppelns werden die Lukenanordnungen einander
dadurch genähert, daß der Träger des Fahrzeugs eingezogen wird.
-
Die Erfindung wird anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausfürrungsform
näher erläutert. Alle Fig. sind vereinfachte Schemazeichnungen, die lediglich die
Hauptbauteile veranschaulichen. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines bewegbaren
Unterwasserfahrzeuges, das mit Teilen einer erfindungsgemässen Dockvorrichtung ausgerüstet
ist; Fig. 2 eine RUckansicht des Fahrzeuges gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht
einer Unterwasserkonstruktion, die mit einem Teil der erfindungsgemässen Dockvorrichtung
ausgerüstet ist; Fig. 4 eine Endansicht der Unterwasserkonstruktion gemäss Fig.
-
2; Fig. 5 eine Teilansicht in diametraler Ebene der einander erglänzenden
Lukenanordnungen, die die Zu-3ammenarbeit zwischen erfindungsgemässen Einrichtungen
am Fahrzeug und an der Unterwasserkonstruktion vor dem endgttltigen Eingreifen veranschaulicht;
Fig.
6 eine Seitenteilansicht der Arretierung, die ein axiales Ausrichten der Lukenanordnungen
sicherstellt; Fig. 7 eine Draufsicht, die das Zusammenwirken zwischen Gleitschienen
des Fahrzeuges und der Unterwasserkonstruktion veranschaulicht; und Fig. 8 bis 10
aufeinanderfolgende Diagramme, die das Annähern und Koppeln zwischen einem Fahrzeug
und der Unterwasserkonstruktion veranschaulichen.
-
Das bewegbare Unterwasserfahrzeug 10 besteht aus einem im wesentlichen
stromlinienförmigen Rumpf 12, der einen Druckkörper 14 (gestrichelt dargestellt)
umgibt, in dem eine oder mehrere Bedienungspersonen das Fahrzeug steuern und die
damit zusammenhängenden Arbeiten durchführen können. Der Rumpf 12 weist eine mittige
Längsachse 13 auf und ist mit Kraftanlagen und lebenswichtigen Einrichtungen (nicht
dargestellt) ausgerüstet, wie sie üblicherweise zu nicht festgemachten Unterwasserfahrzeugen
gehören. Der Druckkörper 14 besteht aus einem vorderen Abteil 16 mit einem vorderen
Sichtfenster 17 und einem hinteren Kugelkörper 19. Das vordere Abteil 16 weist eine
Einstiegsluke 21 auf, die innerhalb eines Kommandoturmes 22 angeordnet ist.
-
Durch diese Einstiegsluke 21 gelangen die Bedienungspersonen in das
Fahrzeug. Zwischen dem vorderen Abteil 16 und dem hinteren Kugelkörper 19 ist eine
Zwischen- oder Verbindungsluke 24 vorgesehen. Unter dem Kugelkörper 19 befindet
sich eine nach unten gerichtete Durchgangs luke 26, die mit dem Inneren des Kugelkörpers
19 kommuniziert. Die Durchgangsluke 26 weist einen Mannschacht oder ein Mannloch
auf, das durch eine Lukentüre 28 verschlossen werden kann. Diese Lukentüre 28 wird
von einem Anschlusskragen 30 umgeben, der nach unten bis zu einem unteren Anschlussring
oder -rand 32 reicht (Fig. 5). Nach vorne und nach hinten schwenkbare Druckgeberpaare
34 und 35 stehen vom Rumpf 12 ab, wie es für die Richtungssteuerung des Fahrzeuges
angegeben ist.
-
Ein Paar im wesentlichen parallel im Abstand angeordnete Gleitschienen
38 und 39 sind unterhalb des Fahrzeuges an Beinen 41 bzw. 42 angeordnet, um das
Gewicht des Fahrzeuges zu tragen, wenn sich dieses an Land, auf einem Schiff (nicht
dargestellt) oder auf dem Meeresboden befindet. Die Gleitschienen sind der Träger
des Fahrzeuggewichts und sind praktisch im Abstand angeordnete längliche Stützen,
die sich axial im wesentlichen zwischen Enden des Unterwasserfahrzeuges erstrecken,
so daß ein Vor- oder Rücketossen des Fahrzeuges verhindert wird.
-
Die Beine 41 und 42 bestehen aus einer Reihe von geneigten Gelenken,
die sich zwischen dem Rumpf 12 und den Gleitschienen 38, 39 erstrecken, und aus
federnden Kupplungen (nicht dargestellt), die mit den Beinen und dem Rumpf zusammenwirken.
Die Kupplungen sind drehmomentbeständig, so daß die Beine schwingen können und eine
federnde Aufhängung bilden, um das Fahrzeug gegen Schockbelastungen abzufedern.
Ein anderer Zweck wird noch beschrieben.
-
Wenn das Fahrzeug im Gleichgewicht ist, sind die Beine im wesentlichen
gleichmärjsig belastet, was zur Folge hat, daß die Beine einheitlich zwischen Enden
der Gleitschienen eingefahren sind. Auf diese Weise sind die unteren Auflageflächen
44 und 45 der Gleitschienen 38 und 39 im wesentlichen parallel zueinander und in
Bezug auf die Längsachse 13 des Fahrzeuges gehalten. Folglich dienen die an den
Beinen montierten Gleitschienen als Träger 16, auf denen an Land das gesamte Fahrzeuggewicht
und am Meeresboden ein Teil des Fahrzeuggewichts lastet.
-
Die Durchgangsluke 26 ist zwischen den Gleitschienen 38, 39 des Trägers
46 angeordnet und wird durch die Gleitschienen gespreizt.
-
Der Anschlussrand 32 der Luke 26 befindet sich im Abstand oberhalb
der und im wesentlichen parallel zu den unteren Auflageflächen 44 und 45 der Gleitschienen,
und zwar im Abstand 47, wenn die Gleitschienen das Gewicht des vollkommen untergetauchten
Fahrzeuges tragen. Diese Anordnung wird anhand der Fig. 5 näher beschrieben.
-
Oberhalb einer Jeden Gleitschiene am vorderen und hinteren Ende des
Fahrzeuges 10 sind im Rumpf 12 hydraulische Hebevorrichtungen
48
und 49 vorgesehen. Im wesentlichen gleiche Seil- und Rollensysteme 52 und 53 arbeiten
mit Rammen der Hebevorrichtungen und den Gleitschienen zusammen, so daß bei Betätigung
der Hebevorrichtungen der Rumpf 12 nach unten gegen die Gleitschienen 38, 39 gezogen
wird. Auf diese Weise wird die Aufhängung/;iefsEtzende" Lage gezwungen, in der sich
der Rumpf 12 den Gleitschienen nähert. Die Betätigung der Hebevorrichtungen drückt
die federnden Aufhängungen gleichmässig über die Länge der Gleitschienen zusammen,
so daß diese im wesentlichen parallel zur Längsachse 13 des Fahrzeuges und folglich
parallel zum unteren Anschlussrand 32 gehalten werden.
-
Es ist ersichtlich, daß die hydraulischen Hebevorrichtungen und die
diesen zugeordneten Seile und Rollen als Einziehvorrichtung dienen, die mit den
Trägern für das Fahrzeug zusammenwirken.
-
Diese werden eingezogen, während die unteren Auflageflächen im wesentlichen
parallel zum unteren Anschlussrand der Lukenanordnungen verbleiben. Von der Unterseite
des Rumpfes 12, mittig zu diesem und etwas hinter dem Anschlussrand 32 ist eine
Arretierung angeordnet. Ihre Funktion wird anhand der Fig. 6 und 7 näher beschrieben.
-
Eine Unterwasserkonstruktion 60 (Fig. 3 und 4) sitzt auf einem Säulengestell
61, das auf dem Meeresboden 63 ruht. Die Unterwasserkonstruktion besteht aus einer
Unterwasserkammer 65, in der Bohreinrichtungen 66 untergebracht sind, wie sie bei
ablandigen 01- und Gasbohrungen verwendet werden. Die Unterwasserkammer 65 ist im
wesentlichen zylindrisch mit halbkugelförmigen Enden und sie ist so ausgelegt, daß
eine Bedienungsperson die Einrichtungen in einer atmosphärischen Umgebung bedienen
kann.
-
Die Unterwasserkonstruktion 60 ist mit einer nach oben gerichteten
Einstiegsluke 68 versehen, die die Durchgangsluke 26 am Fahrzeug ergänzt und die
eine Achse 69 aufweist. Der Manndurchgang oder das Mannloch der Einstiegsluke 68
ist durch eine Lukentüre 70 verschliessbar, die an einen unteren Bereich eines nach
oben abstehenden fass-artigen Anschlussteiles 72 angrenzt. Dieses Anschlussteil
72 ist mit einem oberen Anschlussring oder -rand 74 versehen. Eine im wesentlichen
flache, horizontale Landeplattform
75 umgibt das Anschlussteil
72 und ist unterhalb des Anschlussrandes 74 in einem Abstand 76 angeordnet. Der
Bereich des Anschlussteiles 72 zwischen der Plattform 75 und dem Anschlussrand 74
wird als Anschlusskragen 77 bezeichnet und umgibt die Lukentüre 70, um ähnlich wie
der Anschlusskragen 30 zu arbeiten. Die Plattform 75 ist kreisförmig (Fig. 7) und
konzentrisch zur Lukenachse 69 angeordnet. Die Einstiegsluke 68 wird durch die Lukentüre
70 verschlossen, damit die Bedienungspersonen trocken, also ohne Feuchtwerden der
Kleider, überwechseln können. Wenn Jedoch ein feuchter Durchgang" errolgen soll,
kann die Lukentüre 70 weggelassen werden und ein " Atmosphärenübergang " kann durch
Verwendung einer Atemgerätausrüstung wie in einer "Schwimmbad''Umgebung erreicht
werden, wie noch näher beschrieben wird.. Die hierin verwendete Bezeichnung "Lukenanordnung"
des Fahrzeugs und der Unterwasserkonstruktion bezieht sich auf einander ergänzende
Anschlusskragen, die einen Manndurchgang oder ein Mannloch umgeben, und zwar mit
oder ohne Lukentüre. Sie werden im folgenden einfachheitshalber "Luken" genannt.
-
In Fig. 5 ist das Fahrzeug 10 auf der Oberseite einer Unterwasserkonstruktion
60 zu sehen, und zwar vor dem endgültigen Berühren und Koppeln der einander ergänzenden
Luken 26 und 68.
-
In dieser Stellung wird das eingetauchte Gewicht des Fahrzeugs durch
die Gleitschienen 38 und 39 getragen, die auf der Landeplattform 75 stehen und den
Anschlusskragen 77 spreizen.
-
Die Lukenachsen 27 und 69 fluchten und die Anschlussränder 32 und
74, die einander ergänzende Dichtflächen aufweisen, sind durch einen Spalt 86 voneinander
getrennt, der vorzugsweise eine maximale Höhe von etwa zehn (10) cm aufweist, die
Jeweils von der Steifigkeit der Beine und vom Gewicht des Fahrzeugs abhängt. Der
Spalt 86 ist eindeutig die Differenz zwischen dem kleineren Abstand 76, also zwischen
Anschlusaring 74 und Plattform 75, und dem Abstand 47 zwischen dem Anschlussrand
32 und dem unteren Auflageflächen 44 .und 45. Die erfindungsgemässe Dockeinrichtung
80 bringt die Konstruktion in die genannte Stellung, und zwar in folgender Weise.
-
Die Gleitschienen 38 und 39 weisen Innenseiten 81 bzw. 82 auf, deren
der Einstiegsluke 68 benachbarten Bereiche in einem Mindestabstand 84 liegen. Ein
unterer Bereich des Anschlusskragens 77 schneidet die Plattform 75, da wo die Seitenwände
des Anschlusskragens, die an die Plattform grenzen, in einem maximalen Abstand 83
(Fig. 5) voneinander stehen. Dieser maximale Abstand 83 ist kleiner als der Mindestabstand
84 zwischen den Gleitschienen, so daß die letztgenannten den Anschlusskragen 77
spreizen können, um als Führungen 87 zu dienen und die seitliche Bewegung des Fahrzeuges
in Bezug auf die Unterwasserkonstruktion zu begrenzen.
-
Wenn das Fahrzeug richtig belastet ist, so daß es einen leichten negativen
Auftrieb erfährt, oder mit nach unten wirkenden Druckgeberpaaren gegen die Plattform
gedrückt wird, wird es daran gehindert sich in einer ersten Richtung, also vertikal,
zu bewegen. Wenn die Träger des Fahrzeuggewichts den Anschlusskragen 77 spreizen,
befindet sich das Fahrzeug in Bezug auf die Unterwasserkonstruktion in einer zweiten
Richtung, d.h. seitlich in Bezug auf die Achse 13 und innerhalb einer horizontalen
Ebene, parallel zu der Oberseite der Plattform 75. Wenn die von der Unterseite des
Fahrzeugs nach unten abstehende Arretierung 55 eine Stelle des Anschlussrandes 74
berührt, dient sie dazu, das Fahrzeug in Bezug auf die Unterwasserkonstruktion 60
in einer dritten Richtung, d.h. längs oder axial zum Fahrzeug zu lokalisieren. Diese
Richtung liegt senkrecht zur zweiten Richtung. Das Fahrzeug ist dann in drei wechselseitig
senkrechten Richtungen lokalisiert und die Achsen 27 und 69 fluchten. Wenn die Plattform
75 und der Anschlussrand 74 sauber und frei von Verunreinigungen sind, ist der zwischen
den einander gegenüberstehenden Anschlussrändern 32 und 74 befindliche Spalt 86
im wesentlichen parallel, d.h. die Anschlussränder 32 und 74 sind an ihren umlaufenden
Kanten im gleichen Abstand voneinander entfernt. Wenn die Hebevorrichtungen 49 und
50 der Einziehvorrichtungen betätigt werden, wird das Fahrzeug 10 nach unten gegen
die Plattform 75 gezogen, bis die Anschlussränder 32 und 74 der Luken ein ander
berühren und dabei zwischen den beiden Lukeneinrichtungen eine Dichtung schaffen.
Eine Entwässerungspumpe (nicht dargestellt)
ist der Lukenanordnung
26 zugeordnet und beginnt Wasser aus dem durch die miteinander gekoppelten Luken
gebildeten Raum zu pumpen. Dabei wird der Innendruck in dem eingeschlossenen Raum
sehr schnell gesenkt, wodurch eine starke Dichtkraft zwischen den Anschlussrändern
geschaffen wird, die von der Eintauchtiefe des Fahrzeuges abhängt. Auf diese Weise
wird eine entsprechende Dichtung nur durch Aussendruck erzielt, ohne eine mechanische
Verbindung zwischen dem Fahrzeug oder der Unterwasserkonstruktion, wie es manchmal
bei bekannten Dockvorrichtungen der Fall ist. Die erste Berührung erfolgt nur durch
eine unabhängige Arbeit des Fahrzeuges und zum Lösen oder Trennen des Fahrzeuges
von der Unterwasserkonstruktion muss diese Arbeit nicht umgekehrt werden. Das heißt,
es ist nicht erforderlict, die Beine auszuziehen, um das Fahrzeug zu lösen, wie
noch näher beschrieben wird. FUr einen trockenen Übergang wird so lange Wasser aus
dem umschlossenen Raum gepumpt, bis dieser im wesentlichen leer ist. Die Bedienungsperson
kann dann ohne Tauchergerät das hintere Abteil 19 durch die Luke 26 verlassen, in
den umschlossenen Raum eintreten und durch die Einstiegsluke 68 in das Innere der
Unterwasserkammer 65 einsteigen.
-
Andererseits kann beim Nassdurchgang die Entwässerungspumpe solange
pumpen, bis eine entsprechende Dichtung zwischen den Anschlussrändern gescharfen
ist, so daß ein Taucher ausgerüstet mit nur einem herkömmlichen für geringe Tiefen
ausgelegten Tauchgerät in den überfluteten, von den Luken 26 und 68 umschlossenen
Raum eintreten und aus diesem in die Unterwasserkammer 65 gelangen, die ständig
überflutet ist, kann. Wenn einmal die Dichtung hergestellt ist, wird die Unterwasserkammer
65 dem Wasserdruck ausgesetzt, der von der H6he des Wasserspiegels im eingeschlossenen
Raum abhängt. Die Entwässerungspumpe kann, insbesondere beim Nassdurchgang, weggelassen
und der Druck innerhalb des eingeschlossenen Raumes durch Ablassen von Wasser in
einen Niederdrucktank (beispielsweise einem Ballasttank am Tauchfahrzeug) gesenkt
werden.
-
Die Arretierung 55 (Fig. 6) ist ein nach unten abstehender Finger
90 der bis unter den Anschlusskragen 30 ragt und längs zu diesem angeordnet ist,
derart, daß er ein rückwärtiges Stück des Anschlussrandes 74 berührt, sobald die
Achsen 27 und 67 fluchten. Der Finger 90 ist vorzugsweise am Rumpf 12 durch ein
Gelenk 93 angelenkt. Ein federndes Glied 93, beispielsweise eine Feder oder eine
hydraulische Einrichtung, ist zwischen dem Rumpf 12 und dem Finger 90 angeordnet
. Durch das federnde Glied 93 kann die Arretierung nach hinten in Richtung des Pfeiles
94 schwingen, um eine extreme rückwärtige Lage 90.1 (gestrichelt gezeichnet) einzunehmen
und den Anschlussrand 74 freizugeben.
-
Dies ist dann wichtig, wenn sich das Fahrzeug der Luke 68 an der Unterwasserkonstruktion
zu schnell nähert. Aber auch dann, wenn die Arretierung starr, d.h. nicht federnd
gelagert ist, könnte das Fahrzeug 10 oder die Unterwasserkonstruktion 60 beschädigt
werden. Durch die federnde Lagerung der Arretierung 55 kann diese bei schneller
Annäherung des Fahrzeuges an die Luke 68 nach hinten in Richtung des Pfeiles 94
schwingen und den Anschlussrand freigeben, so daß das Fahrzeug vorwärts und weg
von der Unterwasserkonstruktion 60 bewegt werden und die Bedienungsperson das Fahrzeug
herumschwenken kann, um das Koppelungsmanöver mit einer niedrigeren Geschwindigkeit
zu wiederholen. Andererseits kann anstelle der federnden eine zerbrechbare Arretierung
verwendet werden, die unter Einwirkung einer relativ geringen Kraft bricht, um eine
Beschädigung des Fahrzeuges 10 oder der Unterwasserkonstruktion 60 zu verhindern.
Eine solche Arretierung dient als eine "mechanische Sicherung". Wenn die Arretierung
zerbrochen ist, wird das Fahrzeug heraufgeholt, damit die Arretierung ersetzt wird.
Folglich wird eine katastrophale Kollision ausgeschaltet, falls die Bedienungsperson
das Fahrzeug der Unterwasserkonstruktion zu schnell nähert. Wenn die Achsen 27 und
69 fluchten, werden die Beine 41 und 42 eingezogen und die Luke 26 wird gesenkt,
um in die gestrichelt gezeichnete Lage 26.1 (Fig. 6) zu gelangen, in der sie die
Luke 68 berührt.
-
Wenn das Fahrzeug hinsichtlich der Luken richtig ausgerichtet ist,
d.h.
wenn die Achsen 27 und 69 fluchten, befinden sich die Gleitschienen 38, 39 und die
Luke 68 in den in Fig. 7 gezeigten relativen Positionen zueinander. Um die erste
Berührung der Gleitschienen mit dem Anschlusskragen 77 zu erleichtern, sind die
Innenseiten 81 und 82 (Fig. 7) angrenzend an die vorderen Bereiche 95 und 96 der
Gleitschienen nach aussen gekrümmt (übertrieben gezeigt), so daß der Abstand 97
zwischen gegenüberliegenden Seiten angrenzend an die vorderen Bereiche grösser ist
als der Abstand 84 angrenzend an die Luke. Auf diese Weise wird zwischen den Gleitschienen
am vorderen Ende eine grössere Angriffsfläche geschaffen, um den Anschlusskragen
77 aufzunehmen.
-
Wenn der Abstand zwischen den Innenseiten 81 und 82 der Gleitschienen
in der Nähe der Luke kleiner ist als angrenzend an die vorderen Bereiche der Gleitschienen,
wird der Abstand zwischen den Innenseiten enger, sobald sich das Fahrzeug gegen
die Luke in Richtung eines Pfeiles 98 bewegt, 80 daß die Luken allmählich in Fluchtlinie
gebracht werden. Daraus folgt, daß die Innenseite der Gleitschienen und die Arretierung,
die beide mit der Luke 68 zusammenarbeiten, als Führung und Arretierung dienen,
um mit dem Fahrzeug und der Unterwasserkonstruktion zusammenzuwirken, und dabei
die Bewegung des Fahrzeugs seitlich bzw. axial in Bezug auf die Unterwasserkonstruktion
zu begrenzen.
-
Im Betrieb (Fig. 8) sinkt das Fahrzeug 10 gegen den Meeresboden 63
im wesentlichen nahe der Kammer, die durch einen Zielsucher, ein Echolot oder eine
andere Suchvorrichtung lokalisiert werden kann, falls schlechte Sicht herrscht.
Das Fahrzeug ist belastet, um dem Auftrieb etwas entgegenzuwirken und daher entweder
angetrieben durch die Druckgeber auf dem Meeresboden entlang fährt oder etwas über
diesem bewegt wird, wenn die Druckgeber eine gewisse Auftriebskraft ausUben. Das
Fahrzeug bewegt sich in Richtung des Pfeiles 101 und wird einige Meter von der Unterwasserkonstruktion
angehalten, um in erste Berührung mit dieser gebracht zu werden.
-
Die Druckgeber werden geschwenkt (Fig. 9), so daß das Fahrzeug langsam
in Richtung des Pfeil 102 ansteigt, bis die vorderen
Bereiche der
Gleitschienen 38 und 39 die Landeplattform 75 berühren. Dabei werden die Träger
des Fahrzeuges gegen die Landeeinrichtung gedrückt, und zwar durch Kräfte, die von
den Druckgebern und/oder Auftriebsdifrerenzen ausgeübt werden. Das Fahrzeug bewegt
sich dann im wesentlichen vorwärts in Richtung des Pfeiles 98 (Fig. 10) und wird
in Bezug auf die Plattform ausgerichtet, wenn es über diese fährt. Die Träger oder
Gleitschienen spreizen die nach oben weisende Luke 68 der Unterwasserkonstruktion
60 und führen das Fahrzeug über die Landeplattform. Durch das vordere Sichtfenster
17 (Fig. 1 ) kann die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges aus der Nähe beobachtet und
überwacht werden, das, falls erforderlich, für eine genaue Steuerung bis zum Kriechen
verlangsamt werden kann. Wenn nötig kann bei der Endphase der Annäherung der Anschlussrand
74 und die Plattform 75 mit Hilfe von Manipulatoren, Bürsten, Wasserstrahl oder
anderen Relnlgungsvorrichtungen gesäubert werden. Diese Vorrichtungen sind nicht
dargestellt, können aber am vorderen Ende des Fahrzeuges angebracht werden. Das
Fahrzeug kriecht vorwärts, bis die Arretierung 55 den Anschlussrand 74 der Luke
68 berührt (Fig. 6 und 7).
-
In dieser Lage fluchten die Achsen 27 und 29 der Luken des Fahrzeuges
und der Unterwasserkonstruktion und die Anschlussränder 32 und 74 befinden sich
im Abstand 86. Wenn der Anschlussrand 74 frei ist, werden beim Einziehen des Trägers
des Fahrzeuges die Anschlussränder 32 und 74 im wesentlichen axial zu den Luken
einander genähert, bis sie einander berühren und einen Raum ein schließen. Die Entwässerungspumpe
kann dann in Betrieb gesetzt werden, um den Raum zu evakuieren und die Dichtung
sicherzustellen.
-
Der Anschlusskragen 77 weist einen kreisförmigen unteren Bereich auf
und ist vorzugsweise eine Rotationsfläche. Die Plattform 75 ist ebenfalls vorzugsweise
kreisförmig, um einen entsprechenden Support für das Fahrzeug in allen Richtungen
seiner Annäherung innerhalb eines Kreisbogens von 3600 zu bilden. Auf diese Weise
kann das Fahrzeug der Unterwasserkonstruktion von Jeder Richtung her genähert werden,
die im allgemeinen von den horizontalen Meeresbodenströmungen abhängig ist. Es wurde
ge-
funden, daß eine bessere Steuerung und Kontrolle erreicht werden
kann, wenn das Fahrzeug direkt gegen die Strömung bewegt wird, da die Druckgeber
beim Halten der Lage des Fahrzeuges in Steigung und Gierung sehr wirksam sind. Wenn
sich das Fahrzeug der Unterwasserkonstruktion in seitlichen Meeresbodenstrdmungen
nähert, neigt es dazu, sich seitwärts zu bewegen, wodurch das Spreizen des Anschlusskragens
77 durch die Gleitschienen möglicherweise verhindert werden könnte.
-
Die erste BerUhrung der Gleitschienen des Fahrzeuges mit der Landeplattform
erfolgt nur in geringer Entfernung (einige Fuss) vom Sichtfenster, so daß die Bedienungsperson
diese kritische Phase auch bei aussergewöhnlich schlechten Sichtverhältnissen sehen
kann. Wenn das Fahrzeug ausgerichtet ist und dann langsam über die Landeplattform
vorwärts bewegt wird, wird es durch die unteren Seitenwände des Anschlusskragens
77 und den Innenseiten der Gleitschienen geführt, um die Achsen der Luken in eine
gemeinsame vertikale Längsebene zu bringen. Bei einer richtigen Annäherungsge s
chwindigke it werden bei der Berührung der Arretierung 55 mit dem Anschlussrand
74 die Achsen der Luken vertikal ausgerichtet. Dieser Vorgang kann durch ein nach
hinten gerichtetes Sichtfenster (nicht dargestellt) im vorderen Abteil 16 beobachtet
werden. Das auf diese Weise erreichte Ausrichten wird durch richtige Belastung des
Fahrzeuges oder durch die Druckgeber und durch einen Führungseffekt oder die Hemmwirkung
der den Anschlusskragen der Unterwasserkonstruktion spreizenden Gleitschienen und
auch durch die Arretierung gehalten. Folglich ist keine mechanische Verbindung zwischen
den beiden einander ergänzenden Vorrichtungen vorgesehen, die die Auftriebskraft
tiberwindet. In Jeder Stufe des Ausrichtens kann das Fahrzeug ohne Schwierigkeit
von der Unterwasserkonstruktion gelöst werden, indem die Auftriebskraft desselben
erhöht wird.
-
Wenn die Luken im Eingriff und durch Entleeren des Raumes zwischen
den Luken gedichtet sind, wird ebenfalls keine echte mechanische Verbindung benötigt
und die Dichtung wird durch Druckdifferenzen Uber den Ansohlusskragen aufrechterhalten.
Demnach ist auch nach dem Koppeln ein Lösen des Fahrzeuges möglich,
indem
ein Ventil (nicht dargestellt) geöffnet wird, um den Druck mit dem Raum auszugleichen
und dadurch das Fahrzeug aufgrund des Auftriebs von der Unterwasserkonstruktion
zu lösen.
-
Auf diese Weise ist sowohl der Vorgang des Ausrichtens als auch derjenige
des Dichtens im wesentlichen sicher vor Versagen, wenn irgend ein Geräteausfall
bei dem Tauchmanöver auftreten sollte.
-
Das beschriebene Fahrzeug weist Träger für das Fahrzeuggewicht auf,
die aus Gleitschienen bestehen, die an federnden Beinen angeordnet sind, denen eine
Einziehvorrichtung zugeordnet ist, die die Beine einzieht, wobei die Luke am Fahrzeug
der Luke an der Unterwasserkonstruktion genähert wird. Die Beine sind so ausgelegt,
daß die Annäherung der Luke im wesentlichen axial erfolgt. Genauer gesagt verläuft
das Verfahren so: Die Lukenachsen werden zunächst ausgerichtet und dann werden die
Beine eingezogen, wobei die Luke am Fahrzeug vertikal nach unten bewegt und auf
die Oberseite, bzw. die Luke an der Unterwasserkonstruktion aufgesetzt wird, ohne
daß die einander berührenden Flächen merkbar aufeinander gleiten. Andererseits kann
eine andere Anordnung, beispielsweise an den Gleitschienen angelenkte Beine bewirken,
daß die Luke 26 einen flachen Bogen beschreibt, wenn die Beine eingezogen werden.
Dies ist annehmbar, vorausgesetzt, daß die Relativbewegung zwischen den Luken unmittelbar
vor der Berührung der Anschlussränder im wesentlichen axial verläuft, um ein Gleiten
zwischen den Oberflächen der Anschlussränder auf ein Minimum zu reduzieren. Auf
diese Weise wird die Abnutzung der Dichtung zwischen den einander berührenden Flächen
verringert, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.
-
Wenn das Fahrzeug keine einziehbaren Fahrzeugträger aufweist, kann
zum Koppeln zwischen den Luken eine andere Massnahme vorgesehen sein. So kann beispielsweise
die Landeplattform gegen die Luke der Unterwasserkonstruktion senkbar sein. Eine
solche Anordnung würde allerdings eine weitere Komplexität bei der Landeplattform
zur Folge haben, die es ermöglicht, diese abzusenken, wenn die Luken ausgerichtet
werden. Im übrigen sind
verschiedene äquivalente Konstruktionen
denkbar, die das Fahrzeug über die Luke der Unterwasserkonstruktion führen und die
Lukenachsen ausrichten. Solche Konstruktionen können als Koppelvorrichtungen definiert
werden, die mit den Trägern des Fahrzeugs und der Landeeinrichtung zusammenwirken,
um die Luke des Fahrzeuges zunächst quer zu der Luke der Unterwasserkonstruktion
zu nähern, dann die Luken zum Koppelungsvorgang im wesentlichen axial zueinander
zu bewegen.
-
Der Abstand zwischen den Innenseiten der Gleitschienen angrenzend
an das Vorderteil des Fahrzeuges ist grösser als der Abstand zwischen den Innenseiten
der Gleitschienen angrenzend an die Luken. Diese Massnahme schaft eine Führung und
erleichtert den Eingriff der Gleitschienen mit der Unterwasserkonstruktion.
-
Andere Mittel, um dieses Ziel zu erreichen, können divergierende Führungen
aufweisen, die sich nach vorne von parallel einander zugekehrten Gleitschienen erstrecken.
Die Führungen bieten eine breitere Angriffsfläche für die Berührung des Anschlusskragens
77 und der Innenseiten der Gleitschienen und bei federnder Aufhängung, ähnlich der
Arretierung, wird die Toleranz zum Inlagebringen des Fahrzeuges vor dem Koppeln
erhöht.
-
Die Arretierung 55 steht vom Fahrzeug ab, um mit der Unterwasserkonstruktion
zusammenzuwirken und eine Relativbewegung zwischen Fahrzeug und Unterwasserkonstruktion
zu begrenzen. Andererseits kann die Unterwasserkonstruktion mit Arretierungen versehen
sein, die beispielsweise mit dem Fahrzeug zusammenwirken. Arretierungen, die so
ausgelegt sind, daß sie mit dem Fahrzeug und der Unterwasserkonstruktion zusammenwirken,
um die Axialbewegung des Fahrzeuges in Richtung der Unterwasserkonstruktion zu begrenzen,
sind ebenfalls als Äquivalente anzusehen, wobei sie auch ein einfaches Abbrechen
des Koppelmanövers und wiederholte Versuche gestatten können. In der Beschreibung
sind einfachheitshalber die Lukenachsen als vertikal und die Plattform als horizontal
angegeben. Eine solche Ausrichtung ist aber nicht wesentlich. Das Fahrzeug könnte
zur Rettung von Besatzungsmitgliedern untergegangener Unterseeboote dienen, wobei
ein Trocken-
übergang verwendet wird, wenn das Unterseeboot mit
entsprechender Lukenanordnung und Landeplattform ausgerüstet wäre. Wenn das Unterseeboot
dann nicht horizontal liegt, d.h. wenn die Achse der Einstiegsluke nicht vertikal
verläuft, ist die Rettung in einigen Fällen möglich, wenn das Tauchfahrzeug so geneigt
wird, daß die Lukenachsen fluchten. Sobald dieses Ausrichtmanöver durchgeführt ist,
kann die Luke des Fahrzeuges -wie oben beschrieben - mit der Luke der Unterwasserkonstruktion
an einer nicht horizontalen Plattform angeschlossen werden.
-
Aus der Beschreibung wird auch deutlich, daß die erfindungsgemässe
Vorrichtung sowohl zusammen mit festgemachten Tauchfahrzeugen als auch, wie erläutert,
mit nicht festgemachten Tauchfahrzeugen verwendet werden kann.
-
Leerseite