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Bergungsvorrichtung und Verfahren
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zur Auftriebsstabilisierung Beschreibun : Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Einstellung
des Auftriebs einer Einrichtung in einem Medium und zur Verbesserung ihrer Stabilität
gegen Rollen oder Schlingern. Die Erfindung sieht insbesondere eine Vorrichtung
vor, die zur Bergung von Schiffen zur See oder in Flüssen oder als Bagger dient,
jedoch kann eine verkleinerte Ausführung derselben Vorrichtung als Spielzeug verwendet
werden.
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In einer anderen Hinsicht betrifft die Erfindung die Einstellung
des Auftriebs und der Stabilität eines schwimmenden Schiffes oder eines Schiffes,
das in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, indem sie für ein solches Schiff neuartige
Schwimmglieder besonderer bezüglich des Schiffes einstellbarer Anordnung vorsieht.
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Die US-PS 1 691 738 beschreibt eine Vorrichtung zur Bergung im Wasser
gestrandeter oder gesunkener Gegenstände oder Materialiet mit besonderen Pontons-Anordnungen,
deren Auftrieb verändert werden kann und auf deren jedem Arme angebracht sind, die
alle mit zangenartigen Greifgliedern verbunden sind, wobei die Arme mittels einer
Schwenklagerung verbunden und so angeordnet sind, daß sich die zangenartigen Greifglieder
gegenüberstehen, derart, daß der Auftrieb der Pontons verändert werden kann und
die zangenartigen Greifglieder in zangenartiger Bewegung einander angenähert werden.
Leider neigen solche Anordnungen im Betrieb ohne weitere Führungsglieder zur Instabilität,
rollen und schlingern übermäßig und sind nicht steuerbar. Genaue Steuerung des Auftriebs
ist unter diesen Umständen notwendig und um das zu erreichen, können in der Praxis
Schwierigkeiten auftreten. Die bekannte Vorrichtung verwendet mit Bojen versehene
Anker, die mit Winden verbunden sind, welche an Jedem Ende eines jeden Pontons sitzen,
um die Vorrichtung über das zu bergende Schiff zu leiten. Diese Winden werden von
einer Bedienungeperson in einer besonderen Kammer der Vorrichtung gesteuert.
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Ferner ist mit einer derartigen bekannten Anordnung die Feinabstimmung
der tatsächlichen Einwirkung der Vorrichtung auf das zu bergende Schiff völlig von
der Arbeitsweise eines komplexen Ventilsysteme zur Anpassung des Pontonauftriebes
abhängig.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung entfällt die Notwendigkeit
des sorgfältigen Betriebs eines Systems von Ventilen
zur Bewerkstelligung
des tatsächlichen Aufgreifschrittes eines Bergungsvorganges. Die greifzirkel- oder
greifzangenartige Anordnung mit sperrbaren Zirkelarmen, welche die Erfindung vorsieht,
erlaubt einen verhältnismäßig einfachen Betrieb, wobei die Sperren und Änderungen
des Auftriebes in gesteuerter Weise eingesetzt werden; zu jeder Zeit können die
greifzirkelartigen Arme in ihrer Lage festgelegt werden.
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Ferner wird in bevorzugten Ausführungsformen ein sehr erhöhter Grad
von Steuerung erreicht, indem schwenkbare Schwimmglieder (Tanks) um ein Bergungsgerät
herum (oder tatsächlich jede Vorrichtung, die während des Gebrauchs untergetaucht
werden mag) sorgfältig in Stellung gebracht werden und man diese Schwimmglieder
in einer besonderen Weise schwenken läßt und ein unter Wasser arbeitendes Bergungsgerät
kann ohne übermäßiges Rollen verwendet werden und ohne Winden, wie in der bekannten
Anordnung vorgeschlagen.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere aus durch die Merkmale der
Ansprüche.
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Allgemein kann beim Betrieb der Vorrichtung die Wirkung der Schwerkraft,
welche der Schwenklagerung der vorliegenden Erfindung die Neigung zur Abwärtsbewegung
verleiht, verstärkt werden, indem der Auftrieb der Schwimmglieder erhöht wird, wodurch
eine aufwärtsgerichtete Kraft entsteht, welche die Wirkung hat, den zangenartigen
Vorgang aufgrund der Anordnung der Arme zu unterstützen.
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Der progressive und lösbare Sperrmechanismus kann z. B. ein hydraulisches
System einschließen.
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Eine Großausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in einer
Ausführungsform als Bergungsgerät zur Bergung gestrandeter Schiffe, insbesondere
Öltanker, verwendet werden.
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Bei einer derartigen Ausführungsform können an den Enden der von den
Schwimmgliedern getragenen Arme Greifwerkzeuge vorgesehen sein Jedes derartige Greifwerkzeug
kann in Form eines Druckkissens vorliegen oder kann mit einer Möglichkeit zur Einstellung
seines Auftriebs versehen sein. Auf diese Weise kann die Steuerung der Vorrichtung
entweder durch unabhängige Einstellung des Auftriebes der Schwimmglieder und der
Greifwerkzeuge geschehen oder es können wahlweise Einrichtungen vorgesehen sein,
Luft oder Wasserballast von den Schwimmgliedern zu den Greifwerkzeugen zu befördern
oder umgekehrt.
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Vorzugsweise kann die Spannweite der Vorrichtung im Bereich der Schwenklagerung
eingestellt werden, um sie an verschiedenste Schifgrößen anzupassen.
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Weiterhin haben die Arme, die mit ihrer Basis auf den Schwimmgliedern
montiert sind, vorzugsweise die Form von Stützbeinen, die in einem Winkel gegen
die Senkrechte angeordnet sind und sich von den Schwimmgliedern nach innen zur Mitte
der Vorrichtung neigen. Die Beine können nach innen gerichtete Querstücke tragen,
die durch die Schwenklagerung verbunden sind und sich über diese
hinaus
erstrecken und nach unten gerichtete Verlängerungen tragen, welche die Greifwerkzeuge
tragen. Wahlweise können die Stützbeine, die Querstücke und die nach unten gerichteten
Verlängerungen in Gestalt einer einteiligen Konstruktion vorliegen. In allen Fällen
ist jedoch die Armkonstruktion vom Schwimmglied bis zum Greifwerkzeug grob gesprochen
U-förmig, und zwei oder mehrere solcher Bauteile sind an einem Punkte nahe dem Fußpunkt
eines der Schenkel des U schwenkbar verbunden, um eine zangen- bzw. greifzirkelartige
Konstruktion mit gegenüberstehenden Greifwerkzeugen zu ergeben.
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Die Schwimmglieder haben vorzugsweise die Form länglicher Pontons.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche mit einem Paar derartiger Pontons ausgestattet
ist, die ein oder mehrere Paare schwenkbar verbundener Arme der oben beschriebenen
Art und mit Greifwerkzeugen ausgestattet tragen, kann zur Bergung von Öltankern
oder anderen Schiffen von ziemlich gleichmäßiger Querschnittsgröße und-form verwendet
werden. Die für solche Zwecke bevorzugte Konstruktion enthält zwei Paare schwenkbar
verbundener Arme, wobei je eines der beiden Paare an jedem Ende eines Paares parallel
angeordneter länglicher Pontons angebracht ist. Die beiden Paare sind um eine gemeinsame
Welle schwenkbar verbunden, welche über die Länge der Vorrichtung im wesentlichen
über und zwischen den Pontons und parallel zu ihnen verläuft. Sperrmechanismen sind
vorzugsweise zwischen der nach unten gerichteten Verlängerung jedes Arme., welche
die Greifwerkzeuge trägt und dem Querstück des entgegengesetzten Armes
jedes
Paares von Armen vorgesehen. Zwischen den Armpaaren kann längs jedes Pontons ein
verstärkender Aufbau vorhanden sein.
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Das Verfahren zur Verwendung einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Bergen eines Schiffes oder oltankers weist vorzugsweise folgende Verfahrensschritte
auf: a) die Spannweite der Vorrichtung wird, falls nötig, dem zu bergenden Schiff
angepaßt; b) die Vorrichtung wird so in Stellung gebracht, daß sie rittlings über
dem Schiff schwimmt, wobei jedes Paar der nach unten gerichteten Armverlängerungen
mit je einer Armverlingerung an jeder Seite des Schiffes zu liegen kommt; c) der
Auftrieb der Pontons wird eingestellt, um die Vorrichtung passend für das spezielle
Schiff zu heben oder zu senken und wahlweise wird der Auftrieb der Greifwerkzeuge
eingestellt, um zu verhindern, daß der zentrale Teil der Vorrichtung zu weit zusammensinkt,
d) der Sperrmechanismus wird gelöst, e) man läßt den Greifmechanismus mit den Seiten
des Schiffes in Berührung kommen, f) der Sperrmechanismus wird wieder gesperrt;
und
g) es wird der Auftrieb der gesamten Kombination bestehend
aus dem Schiff und Vorrichtung eingestellt, durch Einstellung des Auftriebes der
Pontons.
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Die Berührung des Greifmechanismus mit den Seiten des Schiffes kann
durch die Anbringung von Druckfühlern im Greifmechanismus, welche automatisch Information
zum Sperrmechanismus rückführen, gesteuert werden, indem dieser beim Erreichen eines
vorbestimmten Druckes zum Sperren veranlaßt, weiterer Druckanstieg an den Schiffsseiten
verhindert und die Gefahr, das Schiff zu zerdrücken, vermieden wird.
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Der Greifmechanismus kann auch zur Abdeckung eines Lecks in der Schiffswand
dienen, wenn z.B. ein ungefähr dimensioniertes Polster als Greifwerkzeug verwendet
wird.
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Eine Vorrichtung der vorliegenden Bauart kann zur Bergung gesunkener
Schiffe verwendet werden, indem einfach in solchem Maße der Auftrieb verringert
und der Ballast in den Pontons vergrößert wird, daß die gesamte Vorrichtung absinkt.
Dann können die vorstehend aufgeführten Schritte durchgeführt und der Auftrieb der
Kombination bestehend aus der Vorrichtung und dem Schiff danach hinreichend erhöht
werden, um das Ganze an die Oberfläche zu heben.
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Einmal an der Oberfläche, sofern nicht schon dort befindlich, kann
die Kombination Vorrichtung-Schiff in einen Hafen gebracht und das Schiff durch
andere Mittel abgestützt werden,
während der progressive und lösbare
Sperrmechanismus langsam gelöst und der Auftrieb der Schwimmglieder verringert wird.
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Dieser Vorgang kehrt den zangenartigen Greifvorgang um und läßt die
Vorrichtung absinken, während sich die greifzirkelartige Konstruktion öffnet. Der
Auftrieb der Vorrichtung kann dann eingestellt werden, damit dieselbe nicht vollends
sinkt oder auf das Schiff einstürzt, während der Sperrmechanismus gesperrt wird,
um die greifzirkelartige Konstruktion offen zu halten. Zur UnterSUtzung dieses Vorganges
können an den Schwimmgliedern Wasser- oder Luftströme hohen Drucks ausgestoßen werden,
um einen nach innen gerichteten Schub zu erzeugen, welcher das Öffnen der zangenartigen
Konstruktion bewirkt.
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Es ist einzueehen, daß die Einstellung des Auftriebs der Vorrichtung,
nötigenfalls mit Auftriebstanks am Greifmechanismus, für den Betrieb der Vorrichtung
von entscheidender Bedeutung ist.
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Das Auftriebsvermögen kann zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen
eingestellt werden.
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Es ist die Möglichkeit in Betracht gezogen, daß der Einsatz der vorliegenden
Vorrichtung eine Entfernung oder Anpassung der Schiffsaufbauten erfordern kann.
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Wenn das zu bergende Schiff von weniger gleichförmiger Gestalt als
ein Öltanker ist, kann eine Einzelkonstruktion mit unterteilten Pontons alternativ
zu mehreren kleineren Geräten verwendet werden. Auf diese Weise können Änderungen
in der Breite
des zu bergenden Schiffes dadurch Rechnung getragen
werden, daß die Öffnung jedes einzelnen Paares von Schwenkarmen in dem gewünschten
Maß angepaßt wird und damit auch der Abstand der jeweiligen Greifwerkzeuge.
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Die vorliegende Vorrichtung kann zum Ort eines Unfalles oder von
Bergungsarbeiten geschleppt oder wahlweise mit eigenen Energiequellen und Maschinen
bestückt werden, wodurch sie zu einem völlig selbständigen Bergungsschiff wird.
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Weiterhin kann die Vorrichtung nur an einem Ende eines Schiffes angesetzt
werden, beispielsweise zur bloßen Unterstützung der Schwimmfähigkeit eines in Not
geratenen Schiffes.
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In einem geeigneten Trockendock, in dessen Wänden ein Vorsprung vorgesehen
ist, kann die Vorrichtung dazu verwendet werden, ein kleines Schiff zu tragen und
damit leichten Zugang zum Rumpf von unten her zu ermöglichen. Das geschieht durch
Einschwimmen der Kombination Schiff-Vorrichtung in das mit Wasser gefüllte Dock
und durch Niedersetzen der Pontons auf dem Vorsprung in den Dockwänden, wenn das
Wasser abgeführt wird.
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Gewöhnlich ist der Querschnitt der Pontons in Form einer im wesentlichen
ebenen Unterseite (was die Gefahr des Auflaufens auf Hindernisse unter Wasser verringert,
insbesondere, wenn auch ein geringer Tiefgang durch kräftigen Auftrieb der Pontons
verwendet wird) mit einer leicht gekrümmten Oberseite vorgesehen.
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In dem oben beschriebenen Trockendockverfahren können speziell verstärkte
Pontons mit im wesentlichen quadratischem oder rechteckigem Querschnitt eingesetzt
werden, um der Belastung besser standzuhalten, wenn die Kombination Schiff-Vorrichtung
im Dock liegt und das Wasser abgeführt wird und die Kombination auf dem Vorsprung
in der Dockwand zum Aufsitzen kommt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der Form eines Bergungsgerätes
in jeder Größe hergestellt werden, Je nach Größe des zu bergenden Schiffes. Die
möglichen Anwendungen einer solchen Vorrichtung schließen ein: a) Unterwasser- und
Oberflächenbergung aller Arten von Schiffen; b) die Leistung zusätzlicher Unterstützung
der Schwimmfähigkeit für in Not geratene Schiffe, womit ein sicherer Transport zur
Reparatur in den Hafen gegeben ist; c) Freisetzung von Schiffen, die auf Grund gelaufen
sind und Verminderung des Tiefganges großer Wasserfahrzeuge durch Anklammern des
Gerätes an das Schiff oder Wasserfahrzeug und Abwarten der Flut oder sofortige Anwendung
des einstellbaren Auftriebs des Gerätes zur Freisetzung oder Verringerung des Tiefganges
des Schiffes oder Wasserfahrzeuges,
d) Inspektion (vom Ponton aus)
von Schiffen unterhalb der Wasserlinie während des Ablaufes von Bergungsaktionen
ohne Taucher oder Froschmänner einsetzen zu müssen; e) Verlegen von Unterwasser-Rohrleitungen,
-Kabeln oder -Tunnels und f) ferngesteuerte Bergung aller Arten von Gegenständen.
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Wie ersichtlich, können viele Hebe- und Bergungsvorgänge mit Hilfe
einer solchen Vorrichtung unternommen werden. Trossen werden nicht benötigt und
Manipulationen können dank der Regulierbarkeit des Auftriebes der Vorrichtung zur
Anpassung an spezielle Bedingungen und der damit verbundenen Vermeidung unnötiger
Zug- und Druckbelastungen viel sicherer durchgeführt werden als bei herkömmlichen
Bergungsaktionen. Eine Vorrichtung der obigen Art könnte zusätzlich als Schwebekissenfahrzeug
ausgebildet werden, wodurch sie mit der Fähigkeit ausgestattet wird, bei Ebbe um
ein aufgelaufenes Schiff herumzumanövrieren.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind an jedem Ende der Arme anstelle
von Greifmitteln Schaufelwerkzeuge befestigt, wodurch eine Baggerausrüstung entsteht.
Die Schaufelwerkzeuge können beispielsweise die Form großer flacher löffelartiger
Schaufeln haben oder wahlweise kompaktere becherartige Behälter sein. Die genaue
Wahl des anzuwendenden Schaufelwerk zeuges hängt von der Art der vorliegenden Bagger-
oder Grabetätigkeit ab.
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Vorrichtungen dieser Art können, je nach Größe, bei allen Arten von
Arbeitsgängen eingesetzt werden, angefangen bei Sand-oder Schlammbaggerungen großen
Umfanges in Flußmündungen oder der Eisgewinnung in Polargebieten zum Zwecke der
Bewässerung in heißeren Klimazonen bis zum Unterwasser-Tagebau oder-Baggern und
zum Transport von Aggregaten für die Bauindustrie. Ähnlich kann eine solche Ausrüstung
beim Bau von Unterwasserkonstruktione verwendet werden, beim Ablagern vom Müll im
Meere, Sammeln von Seetang, Meeresalgen, Seegras od. dgl. für Düngemittel oder tatsächlich
für jede Grabetätigkeit unter Wasser.
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Der Einsatz einer Bagger- oder Grabevorrichtung der obigen Art verläuft
analog zum Einsatz der Bergungsausführung bei Bergur unter Wasser, d.h. daß die
Vorrichtung zum Einsatzort geschleppt oder gefahren wird und die Schwimmglieder
geflutet werden, um die Vorrichtung untertauchen zu lassen, nachfolgend der greifzangenartige
Vorgang unter Wasser betätigt wird, um einen Grabevorgang mittels der Schaufelwerkzeuge
zu bewirken, dann der Auftrieb der Schwimmglieder wiederhergestellt wird, was die
Vorrichtung mit ihrer Ladung zur Oberfläche aufsteigen läßt, wonach die Last entladen
wird.
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Die Erfindung betrifft auch in ihrem Umfang jedes Verfahren der Bergung
von Schiffen, welches im wesentlichen eine wie oben beschriebene Bergungsausrüstung
benutzt.
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Die Erfindung betrifft auch jedes Grabe- oder Baggerverfahren welches
im wesentlichen eine wie oben beschriebene Baggeraus-
rüstung benutzt.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung, welche in Kleinausführung
als Spielzeug gebaut ist und ein mit einem oder mehreren der Schwimmglieder verbundenes
Rohrleitungsstück aufweist, welches es einem Benutzer ermöglicht, deren Auftrieb
durch Einblasen in die Rohrleitung oder Ablassen von Luft aus dem Schwimmglied oder
den Schwimmgliedern durch die Rohrleitung einzustellen. Bei größerer Ausführung
kann das Spielzeug funkferngesteuert werden und eine funkferngesteuerte Preßluftquelle
zur Einstellung des Auftriebs der Schwimmglieder tragen.
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Die Erfindung sieht weiterhin eine für die Verwendung in Bergungsausrüstungen
oder Baggervorrichtungen der oben beschriebenen Art geeignete Pontonkonstruktion
vor, welche aus einem länglichen, an beiden Enden geschlossenen Rohr besteht, das
eine oder mehrere Auftriebs kammern enthält und eine Wand mit einer Schicht aus
flexiblem Gitter oder Geflecht aufweist, wobei jede Auftriebskammer mindestens eine
Wand, die gleichzeitig Teil der Rohrwand ist, aufweist und eine aufblasbare Packung
sowie einen Vorrat an komprimiertem Gas enthält, derart, daß bei Beschädigung der
Rohrwand die Packung aufblasbar ist, um die Auftriebakammer erforderlichenfalle
vollständig zu füllen und einen maximalen Auftrieb sicherzustellen und um Wasser
durch die flexible Gitter- oder Geflechtschicht hinauszudrücken.
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Vorzugsweise weist die Rohrwand auch eine äußere Schicht aus starrem
Material auf, wobei das flexible Gitter oder Geflecht
Schicht bildet.
Eine äußere Wand von starrer Konstruktion ist bei unbemannten Pontons nicht nötig,
aber bei Großausführungen der Pontons, die auch Lebensraum für menschliches Bedienungspersonal
enthalten, ist eine solche Doppelschicht-Konstruktion wesentlich, und das flexible
Gitter oder Geflecht erstreckt sich nicht um das Innere jenes Teiles der Rohrwand
herum, der zu einem solchen Lebensraum gehört.
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Die starre äußere Schicht kann beispielsweise aus Holz, Stahl, Beton,
Fiberglas oder Hartkunstetoffmaterial gefertigt sein. Das flexible Gitter oder Geflecht
kann beispielsweise aus Stahlnetz, nylonbeschichtetem Stahl oder, in Kleinausführungen,
aus Kunststoffnetz bestehen.
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Bei gewissen Materialien (z.B. Beton) für die starre äußere Wand
entfällt die Notwendigkeit der Auskleidung mit einem flexiblen Gitter. Tatsächlich
kann die gleiche Auftriebskammer-Konstruk tion wie oben dargestellt angewendet werden,
wobei einfach eine einzige starre Schicht als Wand verwendet wird.
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Wie früher erwähnt, hat die Röhre vorzugsweise einen Querschnitt,
der eine im wesentlichen ebene Unterseite aufweist.
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Jede zweckdienliche Querschnittsform kann jedoch üblicherweise verwendet
werden und im Falle des früher beschriebenen Vorganges am Trockendock, wird eine
Pontonkonstruktion von im wesentlichen quadratischem oder rechteckigem Querschnitt
mit verstärkten Wänden benutzt.
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Der Ponton kann auch die Möglichkeit zum Ausstoß von Wasser-oder
Luftstrahlen hohen Drucks aufweisen, zur Einstellung der Lage der Vorrichtung unter
Wasser und/oder Hochdruckschläuche, um Schlamm von Schiffen zu waschen, die von
Sandbänken geborgen werden müssen, oder auf andere Weise auf Grund gelaufen sind.
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Der Sperrmechanismus für den zangen- oder greifzirkelartigen Rahmen
des vorliegenden Gerätes kann (sofern vorhanden) wie erwähnt, hydraulisch betätigbar
sein. Hydraulische Sperren erlauben einen Grad von Feinsteuerung des zu bewerkstelligenden
Sperrvorganges. Die Sperre kann über dem greifzirkelartigen Rahmen oder an jedem
zweckdienlichen Punkt an der Seite des Rahmens montiert sein, insbesondere, wenn
die Vorrichtung verhältnismäßig kleine Abmessungen aufweist. Die Sperre kann mit
einer zugehörigen bogenförmigen Sperrschiene oder einer Sperrad-Klinkenanordnung
versehen sein, um den Rahmen in verschiedensten Lagen feststellen zu können.
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Auf sehr kleinen der vorliegenden Erfindung gemäßen Vorrichtungen
(z.B. Spielzeug-Anordnungen) kann ein druckluftbetriebener Bolzen auf einem Teil
des greifzirkelartigen Rahmens als Sperrmechanismus verwendet werden; der Bolzen
ist dabei so eingerichtet, daß er mit Vertiefungen auf einem anderen Rahmenteil
zusammenspielt und eine Sperrmöglichkeit in verschiedensten Lagen ergibt.
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Ein Beispiel eines geeigneten Sperrmechanismus wird durch eine progressiv
lösbare Sperre gebildet, und zwar durch ein
normalerweise geschlossenes
Zweiwegeventil (das bei Druckbeaufschlagung geöffnet ist) in Verbindung mit beispielsweise
einem üblichen Hub-Sicherheitsventil - beispielsweise alles vom Hersteller Samuel
Birkett Limited, Queens Street Werke, Heckmondwicke, Yorkshire, England.
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Im allgemeinen ist diejenige Ausführungsfarm der vorliegenden Erfindung
vorzuziehen, bei der schwenkbare Schwimmglieder vorgesehen sind, welche Stabilisierungsfunktionen
ausüben und in der bereits beschriebenen Weise angewendet werden können (mit dem
Vorbehalt, daß Bezüge auf den Sperrmechanismus für die greifzirkelartige Struktur
hinfällig sind, wenn keine solche Sperre vorhanden ist - die Anwesenheit einer Sperre
ist bevorzugt). Es gibt jedoch einige Unterschiede, die auf der Verwendung schwenkbarer
Schwimmglieder beruhen. Die Unterschiede im Betrieb zwischen der obigen speziellen
mit schwenkbaren Schwimmgliedern ausgestatteten Ausführung der Erfindung und der
oben beschriebenen erfindungsgemäßen allgemeinen Vorrichtung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung.
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Vorzugsweise hat die mit schwenkbaren Schwimmgliedern versehene Vorrichtung
vier Schwimmglieder, zwei an jeder Seite.
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Bei dieser Ausführung kann das Schwimmgliederpaar auf jeder Seite
in entgegengesetzten Richtungen nach oben geschwenkt werden, wobei ein Glied im
Uhrzeigersinn, das andere im Gegen-Uhrzeigersinn schwenkt. Diese Anordnung liefert
die erwünschte Stabilität gegen Rollen.
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Es wurde gefunden, daß der optimale Anhebungswinkel der Schwimmglieder
ungefähr 680 ist, wobei dieser Winkel maximale Stabilität ergibt.
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Die Schwimmglieder sollten vorzugsweise so lang sein, daß im Falle
ihrer Verriegelung bei einem Winkel von ungefähr 680 ihre Enden, welche den mit
den Armen schwenkbar verbundenen Endteilen entgegengesetzt sind, über die Höhe des
zentralen Hauptschwenklagers hinausragen.
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Wenn das Gerät für Unterwasserbetrieb, wie Baggern, Gewinnung von
Mineralien oder Verlegen von Mauerwerk oder Rohrleitungen benötigt wird, oder wenn
die Ausrüstung bei sehr unregelmäßigem Unterwassergelände verwendet werden soll,
kann einer oder eine Reihe von zusätzlichen Rahmen (z.B. A-Rahmen oder U-Rahmen,
wenn der zu bergende Gegenstand oder die zu bergenden Materialien verhältnismäßig
sperrig sind) in der Mitte der Vorrichtung befestigt werden. Derartige Rahmen weisen
vorzugsweise verlängerbare Teleskopbeine auf, die ausgefahren werden können, wenn
sich die Vorrichtung beispielsweise dem Meeresgrund oder Flußbett nähert, um die
Vorrichtung zu unterstützen, während die greifzangenartige Bergung erfolgt. Zusätzlich
kann die greifzirkelartige Konstruktion selbst (d.h. die mit den Schwimmgliedern
verbundenen Arme) verlängerbare Beine haben.
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Die Vorrichtung kann mit Unterwasser-Fernsehkameras und Tiefenmessern
ausgerüstet sein.
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Die Vorrichtung kann so eingestellt werden, daß sie einen Auftrieb
erhält, der es ihr ermöglicht, im untergetauchten Zustand zu schwimmen, ohne merklich
an die Oberfläche zu steigen oder zu sinken. Unter diesen Umständen können Gewichte,
die mit Ketten bekannter Länge verbunden sind, über die Seiten der Vorrichtung hinausgehängt
werden, um dieselbe absinken zu lassen, bis die Gewichte den Grund berühren und
ihre Last nicht mehr von der Vorrichtung getragen wird. Das ist eine Möglichkeit
sicherzustellen, daß die Vorrichtung eine vorbestimmte Tiefe erreicht (d.h. eine
bestimmte Höhe über dem Meeresboden oder Flußbett) und in dieser Tiefe stabilgehalten
wird.
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Vorzugsweise kann der Sperrmechanismus für die Schwimmglieder die
schwenkbaren Glieder in jeder gewünschten Lage zwischen maximaler Anhebung und waagrechter
Lage feststellen.
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Die erfindungsgemäße schwenkbare Schwimmgliederkonstruktion ermöglicht
eine bessere Steuerung des Absteigen und Aufsteigene der Vorrichtung durch das Wasser
und verringert die Wahrscheinlichkeit übermäßigen Schlingerns.
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Der Auftrieb der Vorrichtung kann 80 eingestellt werden, daß die
Vorrichtung nach Abschluß einer Bergungsaktion bei rauher See das geborgene Material
und den größeren Teil seiner Aufbauten unter der Wasseroberfläche hält, um damit
der Vorrichtung eine sichere Fahrt auf Oberflächenhöhe zu ermöglichen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
von einem Ende her, um ihr allgemeines Prinzip zu erläutern, Fig. 2 eine schematische
Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, die mit schwenkbaren schwimmfähigen
Körpern ausgestattet ist und Fig. 3 eine schematische Endansicht der in Fig. 2 gezeigten
Vorrichtung, jedoch mit einem A-Rahmen.
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In Fig. 1 der Zeichnungen wird die Verwendung der dargestellten Vorrichtung
bei der Bergung eines Schiffes 1 gezeigt.
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Die Vorrichtung hat Arme 7, die mit ihrem einen Ende auf Pontons 2
angebracht sind und an ihrem anderen Ende in gekrümmte Teile 10 auslaufen, die Druckkissen
3 tragen, welche als die Greif- oder Schaufelwerkzeuge dienen. Die Druckkissen 3
stehen mit dem Schiff 1 in Berührung und können dazu verwendet werden, etwaige Lecks
in der Seite des Schiffes 1 zu verschließen.
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Die sich gegenüberstehenden Arme 7 sind um eine zentrale Achse 5
schwenkbar gelagert und gegenüberstehend angeordnet, derart, daß eine Steigerung
des Auftriebs der Pontons 2 die Druckkissen 3 zangen- oder greifzirkelartig zusammenführt.
Der Sperrmechanismus 4 ist an jeder Seite der Schwenklagerung 5 vorgesehen, und
die Druck-
kissen enthalten Druckfühlervorrichtungen (nicht gezeigt),
die Information über den Druck zwischen den Druckkissen 3 zum Sperrmechanismus 4
rückführen. Wegen der nach unten gerichteten Kraft, die infolge des Gewichts der
Vorrichtung im Bereich der Schwenklagerung durch die Schwenklagerung 5 hindurch
wirkt, erhält offensichtlich die Schwenklagerung 5 nach Lösen der Sperre 4 eine
Neigung zur Abwärtsbewegung. Natürlich steht dieser Neigung Jede Reibungskraft entgegen,
die zur Vermeidung einer Längsbewegung der Pontons 2 wirkt.
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Die Spannweite der Vorrichtung im greifzirkelartigen Teil 9 ist vorzugsweise
einstellbar, um verschiedenen Größen der zu bergenden Gegenstände oder Materialien
gerecht zu werden.
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Die Pontons 2 enthalten Kompressoren oder Preßluftflaschen 8 zur
Zuführung von Luft in das Innere 6 jedes Pontons 2, um den gesamten Auftrieb der
Pontons und somit den gesamten Auftrieb der Vorrichtung einzustellen.
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Im Betrieb wird die Vorrichtung an den Platz des zu bergenden Schiffes
oder Gegenstandes geschleppt oder, sofern ein Antrieb vorgesehen ist, mit eigener
Bewegungekraft gefahren, wobei der Sperrmechanismus 4 gesperrt ist und die Druckpoleter
auseinanderstehen. Am Bergungsort angekommen, wird die Vorrichtung über das Schiff
oder den zu bergenden Gegenstand gebracht, die Sperre 4 gelöet und der Auftrieb
der Pontons 2 erhöht, wodurch sich die Drucflissen 3 einander nähern und das Schiff
1 ergreifen. Wenn das Schiff 1 am Meeresgrund liegt, und nicht nur aufgelaufen iet
arbeitet
die Vorrichtung natürlich ebenso gut unter Wasser und kann unter Wasser in Stellung
gebracht werden (möglicherweise mit Funksteuerung), indem der Auftrieb der Pontons
2 eingestellt wird, während der Sperrmechanismus 4 mit auseinandergespreizten Druckkissen
gesperrt ist. Sobald ein vorbestimmter Druck an den Druckkissen 3 erreicht ist,
führen die darin eingebauten, nicht dargestellten Druckfühler das Signal zum Sperrmechanismus
4 zurück, wodurch die Vorrichtung und das Schiff 1 zu einer einzigen starren Einheit
zusammengeschlossen werden.
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Natürlich ist es möglich, Information über den Druck von den Druckkissen
3 zu einer Steuerstelle an der Wasseroberfläche oder an Land rückzuführen, welche
dann selbst den Sperrmechanismus 4 in Gang setzen kann. Automatische Steuerung und
Rückführung zum Sperrmechanismus 4 ist nicht wesentlich.
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Die Einheit, welche die das Schiff im Griff haltende Vorrichtung
bildet, kann nun an die Oberfläche gehoben werden, indem der Auftrieb der Pontons
2 mit Sperrmechanismus 4 in gesicherter Sperrung, erheblich gesteigert wird. Einmal
an der Oberfläche, oder falls das Schiff 1 nur aufgelaufen ist und der ganze Vorgang
an der Oberfläche durchgeführt wird, kann die Kombination bestehend aus dem Schiff
1 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum gewünschten Bestimmungsort zurückgebracht
werden. Die Freigabe des Schiffes wird erreicht, daß in gesteuerter Weise der Auftrieb
der Pontons 2 verringert und der Sperrmechanismus 4 geöffnet wird.
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In Fig. 2 weist der Hauptrahmen 8 der Vorrichtung die Arme auf, welche
die greifzangenartige Wirkung der Vorrichtung bewirken. Der Rahmen 8 wird durch
einen Hauptholm 1 zusammengehalten. Dieser Holm 1 bildet das Schwenklager und ist
Bestandteil der in Fig. 3 mit A bezeichneten Seite des Rahmens 8.
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Der Holm 1 verbindet daher die beiden Arme, welche die Seite A des
Rahmens 8 bilden. Die beiden Arme, welche die Seite B (Fig. 3) des Rahmens 8 bilden,
sind im Gegensatz zu Seite A nicht einstückig mit dem Holm 1 ausgebildet, sondern
sind um den Holm 1 herum schwenkbar, wenn der Sperrmechanismus 9 gelöst ist. An
jeder Seite der Vorrichtung sind Auftriebstanks 2 vorgesehen, die in entgegengesetzten
Richtungen um Achsen 5 bis zu einem maximalen Neigungswinkel von 680 schwenkbar
sind. Die punktierten Linien, welche die Flächen 3 in Fig. 2 umreissen, zeigen die
Tanks 2 in der angehobenen Lage, wo sie gerade über die Höhe des Holmes 1 hinausragen.
Die bogenförmigen Arretierungsschienen 4 sind zum Festlegen der Tanks bei verschiedenen
Höhen mittels Sperren 10 vorgesehen. Sperren 10A sind zum Festlegen der Tanks 2
in horizontaler Lage für die Arbeit der Vorrichtung an der Oberfläche vorgesehen.
An den Enden jeder bogenförmigen Arretierungsschiene 4 sind Haltepunkte 11 vorgesehen,
um ein Hinaussohwenken der Tanks 2 über die Horizontale oder den maximalen Neigungswinkel
zu verhindern.
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Bine Luftleitung 6 ist als Lufteinlaß und aus paß für jeden Tank
2 vorgesehen und jeder Tank 2 weist eine Öffnung 7 auf.
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An jedem der vier Arme, die den Rahmen 8 bilden, sind Klemmkissen
12 vorgesehen (eines für jeden Tank 2).Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine längliche
Baggerschaufel 16 vorgesehen ist, welche sich über die Länge jeder Seite der Vorrichtung
erstreckt.
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Fig. 3 zeigt einen am Holm 1 befestigten A-Rahmen 13. Tatsächlich
befindet sich an jedem Ende des Holmes 1 ein A-Rahmen 13, obgleich nur ein solcher
Rahmen in der Fig. zu sehen ist.
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Alternativ zu je einem Rahmen an jedem Ende kann ein einziger A-Rahmen
in der Mitte der Vorrichtung verwendet werden, welcher so ausgebildet ist, daß das
zu bergende Material hindurchtreten kann. Der Rahmen 13 hat ausfahrbare Beine 14
(die punktierten Linien zeigen die Verlängerung an), die in Füßen oder lediglich
Platten 15 enden.
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Während des Betriebs kann bei den anfänglich mit Luft gefüllten Tanks
durch die Öffnungen 7 Wasser in die Tanks 2 einströmen, wenn die Luftleitung 6 geöffnet
wird, wobei Luft aus den Tanks 2 durch die Luftleitung 6 hinausgedrückt wird.
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Das hat zur Folge, daß die Tanks 2 um die Achsen 5 zum größten Neigungswinkel
von ungefähr 680 hinaufschwenken, wenn die Sperren 10 freigegeben sind, und die
Vorrichtung beginnt zu sinken.
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Die Tanks 2 können durch Verwendung der Sperren 10 und der bogenförmigen
Arretierungsschienen 4 in jeder Zwischenhöhe festgestellt werden, wenn es der gerade
vorliegende besondere Arbeit8-gang verlangt.
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Die Luftleitung 6 führt zu einem Schaltpult (nicht gezeigt) und durch
dieses System kann Luft in die Atmosphäre entleert werden. Wird ein Ventil (nicht
gezeigt) am Schaltpult geschlossen, wird die Luft aus den Tanks 2 am Entweichen
durch die Luftleitung 6 gehindert und daher das Eindringen weiteren Wassers in die
Tanks 2 durch die Öffnungen 7 unterbunden. Auf diese Weise kann der Auftrieb der
Tanks 2 eingestellt und ein gesteuertes Absinken der Vorrichtung erreicht werden.
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Sobald die Vorrichtung den Boden erreicht hat, läßt man Luft durch
die Luftleitungen 6 ausströmen und die gefluteten Tanks 2 schwenken in die waagrechte
Lage zurück, wo sie durch die Sperren 10 und 10A festgelegt werden können. Die Abwärtsbewegung
der Tanks 2 geschieht unter dem Einfluß der Schwerkraft, aber es können, sofern
erwünscht, Motoren einbezogen werden, um das Aufwärts- und Abwärtsschwenken der
Tanks 2 zu steuern.
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Wenn die Vorrichtung über dem zu bergenden Wrack in Stellung ist,
werden die Sperren 9 gelöst und es wird Luft über die Leitung 6 in die Tanks 2 gepumpt,
wobei Wasser durch die Öffnungen ausgestoßen wird. Dadurch kommen die Klemmkissen
12 näher zusammen und ergreifen das dazwischenliegende Wrack, da die Tanks nach
außen streben, wenn sich ihr Auftrieb vergrößert. Der Rahmen 8 wirkt so in zangen-
oder greifzirkelartiger Weise.
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Wenn das Wrack durch die Kissen 12 mit hinreichendem Druck gefaßt
ist, werden die Sperren 9 geschlossen, um die Vorrichtung und das Wrack beielnanderzuhalten,
und die Sperren 10 und 10A
losgelassen. In die Tanks 2 wird durch
die Luftleitung 6 Luft gepumpt, wodurch die Tanks 2 in eine erhöhte Stellung schwenken,
wo sie gesperrt werden. Es kann nun genügend Luft in die Tanks gepumpt werden, um
das Wrack und die Vorrichtung an die Oberfläche steigen zu lassen. Der Aufstieg
kann natürlich durch das Einpumpen weiterer Luft gesteuert werden, oder, wenn der
Aufstieg zu rasch erfolgt, durch Ablassen von Luft durch die Luftleitung 6. Auf
diese Weise besteht selten ein Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren
der Tanks Sobald die Vorrichtung die Oberfläche erreicht hat, wird das gesamte Wasser
aus den Tanks 2 ausgestoßen und die Luftleitung 6 geschlossen, damit aus den Tanks
2 keine Luft entweichen kann. Vorrichtung + Wrack können nun an den gewünschten
Bestimmungsorten gefahren oder geschleppt werden.
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Im Rahmen der Erfindung ist es nicht immer erforderlich, die Schwenkfähigkeit
der Tanks 2 in der oben beschriebenen Weise anzuwenden. Vorausgesetzt, daß der Schwerpunkt
der Kombination Vorrichtung + Wrack tief genug liegt, brauchen die Tanks 2 während
des Aufstiegs nicht nach oben geschwenkt zu werden. Die Verwendung schwenkbarer
Tanks 2 ermöglicht jedoch ein größeres Maß an Steuerung.
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Die Luftleitung 6 kann eine gemeinsame Sammel-Luftleitung sein, damit
jedem Tank 2 ein ausgeglichener Fluß zugeführt wird, oder eine Kombination einzelner
Luftleitungen, um der
gesamten Vorrichtung einen höheren Grad von
Einstellbarkeit zu geben, indem die Luft jedem Tank 2 einzeln zugeführt wird.
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Wahlweise kann auch eine Kombination von gemeinsamen und individuellen
Luftleitungen verwendet werden. Die Ventilanordnung am Schaltpunkt ist für Jede
Art von Anordnung der Luftleitungen 6 verschieden.
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Wenn die Vorrichtung verwendet wurde, das Wrack oder anderes Bergungegut
mit erhobenen Tanks 2 an die Meeresoberfläche zu bringen, kann das Wrack höher im
Wasser gehalten werden, indem man die Tanks 2 nach unten in die waagrechte Lage
schwenken läßt. Das kann erreicht werden, indem man die Vorrichtung an einem geeigneten
Ufer auf den Strand setzt und durch Loslassen der Sperren 10 die Tanks 2 unter dem
Einfluß der Schwere bei Ebbe in die waagrechte Lage zurückkehren läßt. Die Tanks
2 können dann in der waagrechten Lage wieder verriegelt und Wrack + Vorrichtung
bei Flut weggeschwommen werden. Es kann eine Reihe von Strandungsmanövern nötig
sein, um die Horizontierung der Tanks 2 zu bewirken.
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Die Verwendung getrennter Luftleitungen 6 zu jedem Tank 2 gestattet
komplexe Manipulationen der Lage der Vorrichtung sowie des Umfangs der Roll- oder
Schlingerbewegung, den sie im untergetauchten Zustand annimmt. Zwei oder mehr Vorrichtungen
können in der beschriebenen Weise dazu verwendet werden, gesunkene Wasserfahrzeuge
wieder aufzurichten und zu bergen, wobei ein Bergungegerät dazu verwendet wird,
das Schiff zu wälzen
und aufzurichten und dann ein zweites dazu,
das Schiff in einer aufrechten Lage zu halten, während das erste Gerät vor dem Aufstieg
seine Lage einstellt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Baggern, Verlegen von Rohrleitungen
oder Mauerwerk oder zur Gewinnung von Mineralien vom Meeresboden usw. verwendet
werden. Für derartige Zwecke werden die Baggerschaufeln 16 zusammen mit den A-Rahmen
13 an jedem Ende des Hauptholmes 1 verwendet (siehe Fig. 3).
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Die Bergung des Materials vom Meeresboden usw. wird durch Verwendung
der Vorrichtung mit den ausfahrbaren Beinen 14 im eingezogenen Zustand durchgeführt.
Das Material kann dann am gewünschten Ort abgelegt werden, indem man die Vorrichtung
absenkt, bis die Füße 15 an den verlängerten Beinen 14 den Boden berühren. Bei vermindertem
Auftrieb haben die Tanks 2 die Neigung nach innen zu sinken, wodurch die greifzirkelartige
Wirkung des Rahmens 8 umgekehrt wird und die Schaufeln 16 sich öffnen, so daß das
gewünschte Material abgelegt wird. Die Beine 14 können mit motorbetriebenen Verlängerungen
versehen sein oder die Verlängerungen können dadurch eingefahren werden, daß man
sie entriegelt (die Beinverlängerungen 14 sind mit Sperrmechanismen versehen - nicht
dargestellt) und Verminderung des Auftriebs der Vorrichtung das Einfahren der Beine
14 bewirkt, wenn die Vorrichtung mit am Boden ruhenden Füßen 15 absinkt.
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Für die Arbeit in sehr tiefem Wasser kann in jedem Tank 2 eine Anordnung
von Kugelventilen (nicht dargestellt) unter-
gebracht sein, um
der Ausdehnung der Luft in den Tanks 2 entgegenzuwirken, wenn der Außendruck absinkt,
während die Vorrichtung aus tiefem Wasser aufsteigt. Auf diese Weise würde das Ventil
einen zu schnellen Aufstieg feststellen und zu einer Druckauegleich innerhalb und
außerhalb der Tanks 2 beitragen.