DE2818028A1

DE2818028A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der position des saugrohres eines schwimmbaggers

Info

Publication number: DE2818028A1
Application number: DE19782818028
Authority: DE
Inventors: Teunis Vermeulen
Original assignee: KONINKLIJKE BOS KALIS WESTMINSTER GROUP NV
Current assignee: KONINKLIJKE BOS KALIS WESTMINSTER GROUP NV
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1978-11-09
Also published as: US4242815A; BE866439A; NL7704643A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Position des letzten Gliedes eines mit einem Saugkopf versehenen Saugrohres eines Schwimmbaggers, wobei das Saugrohr aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht und mindestens zwei unabhängig voneinander bedienbare Seilwinden für das Saugrohr vorgesehen sind.

Das Saugrohr an einem Schwimmbagger ist in der Regel in mehrere, gelenkig verbundene Glieder unterteilt, wobei das eine Ende des Saugrohres einen Saugkopf (Dregg-Kopf) trägt und das andere Ende desselben mit dem Schwimmbagger beweglich verbunden ist. Um die richtige Position des Saugrohres einstellen und halten zu können, sind in der Regel ein oder mehrere Aufhängungssysteme, wie z.B. Seilwinden, vorgesehen. Hierbei ist das mit dem Saugkopf versehene Ende des Saugrohres häufig durch eine Ausgleichvorrichtung (swell compensator) mit dem Schwimmbagger verbunden. Bei diesem Verfahren kann durch Verstellen des Druckes auf die Ausgleicheinrichtung ein entsprechender, im wesentlichen konstanter Druck auf den Saugkopf am Grund erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein verbessertes Verfahren der eingangsgenannten Art zur Steuerung der richtigen Position des Saugrohres mit Saugkopf sowie eine dazu geeignete Vorrichtung zu schaffen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Seilwinden derart bedient werden, daß das letzte Glied des Saugrohres mit dem Saugkopf in einem bestimmten vorgegebenen Ne4gungswinkel kontinuierlich fixiert wird, d.h. der Neigungswinkel des letzten Gliedes des Saugrohres, an dem der Saugkopf angebracht ist, wird kontinuierlich bestimmt. Durch die separate Steuerung der Position des letzten Gliedes des Saugrohres mit dem Saugkopf kann jederzeit eine optimal genaue Position des Saugkopfes relativ zum Grund verwirklicht werden. Die genaue Steuerung der richtigen Position ist von besonderer Wichtigkeit für ein mit einem Schirmkopf versehenes Saugrohr, bei dem der Schirm relativ zu dem Kopf befestigt ist, und für ein Saugrohr, dessen Kopf mit Klingen oder Messern zur Lockerung des Grundes versehen ist. Im allgemeinen sind Saugrohr mit festen Boden-platten ausgerüstet, auf denen die Saugköpfe über den Grund bewegt werden. Normalerweise werden bei einem mehrgliedrigen Saugrohr keine besonderen Vorkehrungen zur Steuerung des Neigungswinkels des letzten Gliedes des Saugrohres getroffen. Es ist aber klar, daß während des Absaugbetriebes in größeren Tiefen das Saugrohr eine steilere Lage und im Gegensatz dazu in kleineren Tiefen eine flachere Position einnimmt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun der Unterschied in der Saugtiefe durch Verstellung des Neigungswinkels zwischen dem letzten Rohrglied mit dem Saugkopf und dem Schwimmbagger vorteilhaft beeinflußt. Eine Änderung der Saugtiefe wird damit kompensiert, wobei allerdings der Neigungswinkel des letzten Rohrgliedes mit dem Saugkopf beibehalten wird. Dies

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bedeutet, daß, wenn es sich um einen Saugkopf mit fixiertem Schirm und Klinge oder um einen anderen fest am letzten Glied des Saugrohres montierten Kopf mit Klinge handelt, die Klinge die einmal relativ zum Grund eingestellte Position beibehalten wird, so daß das Auflockern des Grundes unabhängig von der Saugtiefe optimal durchgeführt werden kann. Sofern eine unterschiedliche Zusammensetzung oder Dichte des Grundes eine andere Position der Klinge und/oder des Saugkopfes im Verhältnis zum Grund notwendig macht, kann ein anderer Neigungswinkel des letzten Gliedes des Saugrohres mit dem Saugkopf eingestellt werden.

um eine Position des Saugrohres zu bestimmen, kann die Aufhängung an den beiden Enden des letzten Gliedes des Saugrohres gemessen werden. Beispielsweise kann die Länge der beiden Aufhängungsseile verglichen werden. Es ist aber auch möglich, ein Klinometer oder ein sogenanntes Pendel, das am letzten Glied des Saugrohres angebracht ist, zu verwenden. Eine äußerst effektive Methode liegt allerdings dann vor, wenn die Tiefe der beiden Enden des letzten Rohrgliedes im Verhältnis zum Schwimmbagger und/oder zur Wasseroberfläche ermittelt wird. Dies kann in der Tat einfach durch Verwendung-isogenannter Blas-Stellen (bubblig points) erreicht werden, mit deren Hilfe der Druck an Ort und Stelle gemessen wird, wobei der Druckunterschied der genannten zwei Stellen, möglicherweise unter Berücksichtigung des spezifischen Gewichtes des Wassers und der Länge des entsprechenden Stückes des Saugrohres, den Neigungswinkel angibt. Da der mit dem Ende des Saugrohres fest verbundene Saugkopf über den Grund gezogen werden muß, kann eine Steuerung der Position des letzten Gliedes des Saugrohres leicht durch Betätigung der vorletzten Seilwinde, an der das Saugrohr hängt, durch

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Ablaufenlassen oder Einholen des Seiles durchgeführt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere für den automatischen Betrieb geeignet, wobei in optimaler Weise die verschiedenen relevanten Faktoren beobachtet werden können, wie z.B. die Position des Schirmes oder der Klingen im Verhältnis zum Kopf, die Grundbeschaffenheit, der Zustand der Klingen, der Druck des Kopfes auf den Grund in Abhängigkeit von dem Gewicht des Kopfes und der Belastung des Absenkseiles. Außerdem können hierbei sekundäre Kräfte an Ort und Stelle des Kopfes, wie z.B. Einfluß der Strömung, Gewicht des letzten Rohrgliedes, Zustand des Kopfes und insbesondere das Ausmaß und der Angriffspunkt der verschiedenen resultierenden Kräfte, beobachtet werden.

Auch der Neigungswinkel des letzten Rohrgliedes spielt im Zusammenhang mit der Richtung der Zugkraft eine Rolle. Es ist offensichtlich, daß sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung auf einfache Weise durch Anwendung von Schutzmaßnahmen in Bezug auf die äußeren Positionen sowie den Minimum- und Maximumneigungswinke! des letzten Gliedes des Saugrohres ergänzt werden können.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

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j NACHGERBQHTJ

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 die verschiedenen relevanten Winkel des bei der

Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Saugrohres.

Der Schwimmbagger 1, der sich durch das Wasser mit der Oberfläche 4 bewegt, ist mit einem aus zwei gelenkig verbundenen Gliedern 2 und 3 bestehenden Saugrohr versehen. Das obere Ende 5 des Saugrohres ist gelenkig mit dem Schwimmbagger verbunden. Das Gelenk 6 zwischen den beiden Rohrgliedern 2, 3 ist in bekannter Weise ausgebildet. Am unteren Ende des Saugrohres befindet sich ein Saugkopf 7, der fest mit dem letzten Glied 3 des Saugrohres verbunden ist, wobei der Saugkopf auch verstellbar sein könnte. Es ist ebenfalls möglich, lediglich die Klingen des Saugkopfes im Verhältnis zum Kopf verstellbar anzuordnen. Der Saugkopf 7 liegt auf dem abzusaugenden Grund 8 auf. Das Saugrohr hängt zum einen an einer hinteren Seilwinde, von der nur das Seil 9 dargestellt ist und / zum anderen an einer vorderen Seilwinde 11 mit dem Seil 12.

* " In der Praxis werden in der Regel 3 oder mehr Seilwinden zjm Verstellen des Saugrohres verwendet. Bei drei Seilwinden ist die mittlere und mehr als drei Seilwinden die vorletzte Seilwinde von Bedeutung. Der Motor 13 der Seilwinde 11, der in beiden Drehrichtungen geschaltet werden kann, ist mit einem Umschalter 14 verbunden.

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Wenn das Seil eingeholt werden muß, wird über die Leitung 16 ein Signal empfangen, während über die Leitung 17 der Befehl "Abseilen" erteilt wird. Das hinterste Seil 9 wird in nicht dargestellter Weise über eine Ausgleicheinrichtung geführt, wodurch der Saugkopf unabhängig von der Position des Gelenkes 6 mit dem gewünschten, verstellbaren Druck am Grund verbleibt. Eine möglicherweise verlangte Veränderung des Neigungswinkels des letzten Gliedes des Saugrohres kann durch Einholen oder Abrollen des vorderen Seiles 12 bewirkt werden.

Entlang des Saugrohres 2, 3 verläuft eine vordere Druckluftleitung 21, welche unmittelbar neben dem Gelenk 6 austritt, sowie eine hintere Druckluftleitung 22, die ungefähr hinter dem Saugkopf 7 austritt. Der Druck in den genannten Leitungen wird durch die Tiefe, in der sich die Düsen befinden, bestimmt, so daß dieser Druck als direkte Anzeige des Abstandes zwischen den Auslaßdüsen und der Wasseroberfläche 4 dient. Für eine bekannte Länge des letzten Gliedes 3 des Saugrohres entspricht eine bestimmte Druckdifferenz einem bestimmten Neigungswinkel dieses letzten Rohrgliedes. Mit Hilfe bekannter Methoden ist es damit möglich, am Anzeigegerät 23 die Tiefe der beiden Meßpunkte des letzten Gliedes des Saugrohres abzulesen.

Die beiden Leitungen 21 und 22 sind an einen Druckunterschiedssender angeschlossen. Der Druckunterschied kann am Anzeigeinstrument 25 abgelesen werden, dessen Signal ein Meßwert des Neigungswinkels des letzten Rohrgliedes ist. Das Signal des Druckunterschiedssenders 25 wird zu einem Eingangssignalwandler 26 geleitet, in welchem das Signal umgewandelt und an eine Regeleinrichtung 27 weitergegeben wird. Diese Regeleinrichtung empfängt ein zweites Signal aus dem Sollwert-

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geber 28. An diesem Sollwertgeber, der im Schaltpult für den Saugmeister untergebracht ist, wird der gewünschte Druckunterschiedswert eingestellt, der möglichst für sin«C oder Sj - den Neigungswinkel des letzten Gliedes des Saugrohres - geeicht ist. Der Vergleich beider Signale in der Regeleinrichtung führt zu einer "Ja" oder "Nein" Information in einem Vergleicher 29, die über die Leitung 31 bzw. 32 und die Schalter 33 bzw. die Einhol- oder Abroll bewegungen der Seilwinde bestimmt und über die Leitung 16 bzw. 17 zum Umkehrschalter 14 des Motors der vorderen Seilwinde geleitet wird.

Außerdem wird ein nicht dargestellter Schalter verwendet, mit dessen Hilfe die vordere Seilwinde auf Handbetrieb umgestellt werden kann. Ein solcher Handbetrieb ist auf jeden Fall notwendig, wenn das Saugrohr hochgezogen werden muß.

Der vorgenannte Regler besitzt nur eine steuerbare Meßgröße, nämlich den Neigungswinkel X des unteren Gliedes des Saugrohres (vergl Fig. 2). Bei einem Steuerprogramm, bei dem ausschließlich dieser Winkel QC konstant gehalten wird, besteht die Gefahr, daß der Winkel α zwischen dem unteren und oberen Glied des Saugrohres zu groß wird. Daher kann eine Sicherheitsvorrichtung, die auf die Größe des Winkels σ - <=C ~P anspricht, vorgesehen werden. Der Winkel O kann dabei positiv oder negativ sein. Der Wert des Winkels P wird ähnlich wie der des Winkels CA gemessen . So wie bestimmte, einstellbare Werte des Winkels ν überschritten werden,

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wird Alarm gegeben und zugleich die automatische Steuerung der vorderen Seilwinde blockiert. Außerdem ist es auf einfache Art und Weise möglich, auch andere Alarmsysteme und Blockiervorrichtungen anzuwenden, wie z.B. wenn CC kleiner als 0 , öC größer als 45 , f* kleiner als 0 und β größer als 45 ist. Diese letztgenannten Möglichkeiten bieten auch dann einen Schutz, wenn eine der Druckluftleitungen zu den Blasdüsen bricht, oder verstopft wird, weil in solch einem Falle das Alarmsystem sich einschalten wird, da in jedem Falle solch ein Meßdruck entsteht, daß der berechnete Wert für den Winkel Qf und/oder den Winkel//' und/oder den Winkel (J unter die eingestellten Grenzwerte fällt.

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Claims

Anw.-Akte: 507/

PATENTANWALT

BERND BECKER

6530 BINGEN 17

HAUPTSTRASSE 10 TELEFON 06721/17511

24. April 1978

PATENTANMELDUNG

KONINKLIJKE BOS KALIS WESTMINSTER GROUP N.V., Sliedrecht, Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Position des Saugrohres eines Schwimm baggers

PATENTANSPRÜCHE

M .J Verfahren zur Steuerung der Position des letzten Gliedes eines mit einem Saugkopf versehenen Saugrohres eines Schwimmbaggers,

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wobei das Saugrohr aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht und mindestens zwei unabhängig voneinander bedienbare Seilwinden für das Saugrohr vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilwinden derart bedient werden, daß das letzte Glied (3) des Saugrohres mit dem Saugkopf (7) in einem bestimmten, vorgegebenen Neigungswinkel (a) kontinuierlich fixiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des letzten Gliedes (3) des Saugrohres durch Messung des Abstandes zwischen den beiden Enden des letzten Gliedes (3) des Saugrohres und dem Schiff (1) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Luftdruckblasen-Stellen an einer beliebigen Seite des letzten Gliedes des Saugrohres verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Neigungswinkels durch Verwendung eines Klinometers oder Pendels bestimmt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, wobei das hintere Ende des S-ugrohres durch eine Ausgleichrichtung mit dem Schwimmbagger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des letzten Gliedes (3) des Saugrohres durch die vorl-etzte Seilwinde für das Saugrohr gesteuert wird.

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j NACHGEREICHT
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 -5, dadurch gekennzeichnet, daß das letzte Glied (3) des Saugrohres mit einer Meßmöglichkeit zur Bestimmung der Neigung dieses letzten Gliedes versehen ist.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 -5, dadurch gekennzeichnet, daß das letzte Glied (3) des Saugrohres im Bereich seiner beiden Enden mit Meßstellen zur Bestimmung der Tiefe dieser beiden Enden versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meß- und Regeleinrichtung vorgesehen ist, die auf ein Signal einer der am letzten Glied (3) des Saugrohres angebrachten Meßstellen anspricht, daß diese Einrichtung für die Aufnahme des Meßsignales und dessen Vergleich mit einem unabhängig verstellbaren Signal, das auf die gewünschte Position des letzten Gliedes des Saugrohres anspricht, geeignet ist, wodurch ein Differenzwert-Signal erziel bar ist, und daß ein Steuergerät für die voi— letzte Seilwinde vorgesehen ist, das auf das Differenzwert-Signal reagiert.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutz- und/oder Alarmvorrichtung vorgesehen ist, die auf eine Überschreitung des vorgeschriebenen

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Winkels anspricht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung für manuelle Bedienung vorgesehen ist.

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