DE2911570C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägervorrichtung für im getauchten Zustand auf im wesentlichen konstanter Tiefe von einem Wasserfahrzeug geschleppte Geräte, mit wenigstens einer Trägervorrichtung mit einem steifen Träger für diese Geräte und Einrichtungen, um diesen auf einer bestimmten Tauchtiefe beim Schleppen zu halten, wobei diese Einrichtungen eine Hilfssteuereinrichtung umfaßt, die empfindlich für Veränderungen der Tauchtiefe ist.

Solche Trägervorrichtungen sind bekanntgeworden beispielsweise durch die US-PS 33 31 050. Aussteifungen verbinden dort eine Ladung, insbesondere eine seismische Quelle, mit einer aus zwei Schwimmkörpern bestehenden Anordnung. Ein bewegliches Querruder mit automatischem Tauchregelungssystem ist zwischen den Schwimmkörpern angeordnet. Die auf die Körper während des Schleppens ausgeübten Kräfte versetzen die Vorrichtung in den Tauchzustand, die im Ruhezustand an der Oberfläche treibt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine große Anzahl ozeanogranischer Geräte nicht nur auf einer bestimmten Tauchtiefe zu schleppen oder zu halten, sondern den Aufbau robust, geeignet für den Transport starker seismischer Quellen anbaufähig zu halten.

Erreicht wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Es wird nicht verkannt, daß an sich eine Unterwassertransportvorrichtung (US-PS 40 19 453) aus mehreren vereinigten Teilen bekannt ist, in welchen verschiedene Aufnahmegeräte untergebracht sind. Der Körper ist in einem Flügel mit negativ einstellbarem Teil befestigt, der vor dem Tauchen der Vorrichtung von Hand einstellbar ist, wobei ein durch einen reversiblen Motor regelbares Querruder vorgesehen ist. Dieser Körper kann nicht als Schwimmkörper angesehen werden, da dieser in das Wasser so weit einsinkt, wie das Schleppkabel es ermöglicht. Die Stabilität bei einer bestimmten Tauchtiefe wird ihm nur durch die hydrodynamischen Kräfte verliehen, die auf Flügel und Tiefenruder wirken. Der Körper muß also als transportierte Last und nicht als Schwimmunterstützung angesehen werden, die oberhalb einer Last etwa angeordnet wäre. Die Orientierung relativ zum Flügel ist dabei begrenzt.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die Funktionen der Elemente gut getrennt. Das längliche Element hat die einzige Funktion, eine Auftriebskraft auszuüben; die transportierte Last ist hierbei völlig auf der Trägervorrichtung angeordnet, die unter einem gewissen Abstand unterhalb des Schwimmkörpers befestigt ist. Resultierend ist eine große Stabilität, da der Auftriebsschwerpunkt der Anordnung des Trägersystems sich erheblich oberhalb seines Schwerpunktes befindet. Bei positiver Schwimmfähigkeit im Ruhezustand sind allein die hydrodynamischen Kräfte in der Lage, die Navigation durch zweckmäßige Orientierung des Tauchruders herbeizuführen. Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird es möglich, seitlich das Schwimmelement, bezogen auf den Träger, zu verschieben, um den oberen Teil der Plattform freizugeben und so den Zugang zu den transportierten Geräten zu erleichtern. Diese Zugangserleichterung ist insbesondere vorteilhaft, wenn mehrere Trägersysteme von ein und dem gleichen Multifunktionskörper geschleppt werden, da der Durchgang des Kabels oberhalb jeder Plattform und die Befestigung jedes Verbinders am entsprechenden Stecker besonders erleichtert werden.

Das Befestigungssystem nach der Erfindung ermöglicht darüber hinaus noch eine leichte und schnelle Verbindung mehrerer Trägervorrichtungen untereinander, die es zulassen, sie nacheinander zu wassern. Die Vorrichtung kann eine Aufeinanderfolge mehrerer Trägereinrichtungen umfassen, die miteinander über flexible Zugkabel sowie über ein Mehrkanalkabel verbunden sind. Dieses wird vom Schiff aus druckfluidbeaufschlagt. Mehrere Verbindungselemente sind vorgesehen und dazu bestimmt, je mit einem entsprechenden Verbindungselement jeder Trägereinrichtung verbunden zu werden. Die Verbindung untereinander ist so erleichtert, daß die kombinierte Verwendung einer gewissen Anzahl von Trägereinrichtungen erleichtert wird (modularer Anbau).

Transportieren lassen sich Geräte zum seismischen Aufschließen in Wasser, zur Untersuchung des Meeresbodens wie Emissionsquellen für seismische Wellen, Empfangseinrichtungen, Sonare oder Echosonden.

Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Trägereinrichtung;

Fig. 2 ein Trägergestell für das Schwimmkörperelement;

Fig. 3 schematisch eine Ausbildung eines Elements des Steuersystems, welches empfindlich für Änderungen im hydrostatischen Druck ist;

Fig. 4 eine Teildarstellung des vorderen Trägerteils allein entsprechend einer Variante der Ausführungsform nach Fig. 1; und

Fig. 5 eine Teildarstellung im Längsschnitt durch die Aus­ führungsform der Fig. 4.

Die Einrichtung umfaßt im wesentlichen einen steifen Rahmen oder Träger 1 negativer Schwimmfähigkeit, der unter einem Schwimmkörperelement 2 aufgehängt ist. Der steife Rahmen umfaßt zwei Längsträger 3 und 4; jeder dieser Längsträger ist an einem ersten Ende mit einer ersten geneigten Platte 5, 6, die das Vorsteuer bildet, und am zweiten Ende mit einer zweiten das Richtungsschwert bildenden Platte 7, 8 versehen. Die beiden Längsträger 3, 4 sind steift aneinander über Querelemente befestigt, die beispielsweise durch zwei Profilplatten 9, 10 gebildet sind, die jeweils mit einer Lagerung für ein ozeanographisches Gerät, beispielsweise eine seismische Quelle 11, versehen sind. Die beiden Längs­ träger können auch über eine dritte andere ozeanographische Geräte tragende Platte 12 verbunden sein. Im vorliegenden Fall trägt die dritte Platte einen Senkkasten 13 mit einer Gruppe von Steuerungen, die beispielsweise gebildet werden durch hydraulische und elektrische Geräte, die zur Betätigung der beiden seismischen Quellen 11 notwendig sind. Die ersten das Vorsteuer bildenden Platten 5, 6 sind mit Lagerungen für die Drehachse eines beweglichen Querruders 14 versehen. Die beiden Platten 5, 6 sind weiter über eine eben­ falls profilierte Querversteifung 40 verbunden. Vorzugsweise ist das bewegliche Querruder 14 oberhalb der durch die bei­ den Längsträger 3, 4 bestimmten Ebene angeordnet. Die beiden Platten 5, 6 umfassen auch Befestigungspunkte für zwei Schlepp­ kabel 15. Der Senkkasten 13 umfaßt einen Verbindungsanschluß 16, auf den sich ein entsprechendes Verbindungsteil 17 setzt. An das Verbindungsteil 17 schließen sich zwei umhüllte Mehr­ kanalkabel 18 und 19 an. Das Kabel 18 umfaßt ein mit Verankerungs­ punkten 21 für die Schleppkabel 15 versehenes Zwischenelement 20. Das Kabel 18 ist, wenn es sich um eine einzige Vorrichtung oder eine solche am Anfang eines Schlepps von ähnlichen Vor­ richtungen handelt, mit einem nicht dargestellten Schlepp­ fahrzeug verbunden. Ist vor der Einrichtung eine andere ähnliche Einrichtung angeordnet, so wird das Kabel 18 mit dem Verbindungsteil 17 des vorhergehenden verbunden.

Mit dem Verbindungsteil 16 sind ebenfalls hydraulische und/ oder elektrische Kabel 42 für die Speisung der transportierten Geräte angeschlossen.

Steuereinrichtungen sind beispielsweise mit dem Längsträger 3 verbunden. Sie umfassen einen Zylinder 22, in welchem ein Element sich unter der Wirkung der Veränderungen in der Druckdifferenz zwischen dem hydrostatischen Druck und einem im Zylinder herrschenden Gegendruck verschieben kann. Dieses Element wird beispielsweise (Fig. 2) gebildet durch eine bewegliche Wand 23 eines Balgens 24, der im Zylinder 22 angeordnet und mit einem Ende an dessen Innenwand befestigt ist. Der Balgen 24 ist so ausgebildet, daß er sich haupt­ sächlich entsprechend der Längsrichtung des Zylinders 22 aus­ dehnen oder zusammenziehen kann. Das Innere des Balgens steht über eine Leitung 25 (Fig. 1) mit dem Verbindungsteil 16 und über dieses mit einer vom Schleppfahrzeug aus einstell­ baren Druckquelle in Verbindung. Die bewegliche Wandung 23 des Balgens ist auch dem hydrostatischen Druck ausgesetzt. Eine Stangen- und Hebelanordnung ist so ausgebildet, daß sie die geradlinige Verschiebung der beweglichen Wandung 23 in eine dem beweglichen Querruder 14 erteilte Schwenkbewegung umformt. Diese Anordnung umfaßt eine an der beweglichen Wan­ dung 23 des Balgens feste Stange 26 sowie einen ersten Hebel 27, der so ausgewählt ist, daß er bezüglich des Längsträgers 3 verschwenkt und durch die Bewegung der Stange 26 in Drehung versetzt wird. Eine zweite Stange 28 ist am ersten Hebel 27 einerseits und an einem zweiten Hebel 20 andererseits be­ festigt, wobei letzterer der Drehachse des beweglichen Quer­ ruders 14 zugeordnet und mit diesem verbunden ist. Eine Rückstellfeder 39 ist beispielsweise mit dem steifen Rahmen 1 mit dem einen Ende und mit dem Hebel 27 mit dem anderen Ende verbunden. Sie übt eine Rückstellkraft aus, deren Wirkung dahingeht, das bewegliche Querruder nach oben zu neigen.

Die relative Anordnung der die Steuereinrichtungen bildenden Bauteile sowie ihre Abmessungen sind derart gewählt, daß dann, wenn die Anordnung sich unter Wasser auf der Tiefe entsprechend dem im Balgen 24 ausgeübten Gegendruck verschiebt, das beweg­ liche Querruder sich in neutraler Stellung befindet. Kommt die Vorrichtung wieder nach oben, so längt der Balgen 24 sich und seine durch die Gruppe von Stangen und Hebeln übertragene Verschiebung führt dazu, das bewegliche Querruder nach unten zu neigen und ein Eindringen nach unten hervorzurufen. Wenn dagegen die Vorrichtung nach unten geht, so verkürzt sich der Balgen 24 und seine auf das bewegliche Querruder 14 übertragene Bewegung führt dazu, das Querruder nach oben zu neigen und die Anordnung zum Aufsteigen zu bringen. Mittels einer vom Schleppfahrzeug aus zu steuernden Modifikation des in einem Balgen herrschenden Gegendrucks kann man nach Wunsch die Tauchtiefe, in der das oder die Geräte sich bewegen, ver­ ändern.

Die Steuereinrichtungen können mehrere durch Stangen- und Hebelanordnungen mit dem beweglichen Querruder gekoppelte Anordnungen umfassen, um die Wirksamkeit der Tiefensteuerung zu erhöhen.

Man kann die vorher beschriebenen Steuereinrichtungen auch durch solche mit elektrischer Betätigung ersetzen.

Die Vorrichtung umfaßt des weiteren Einrichtungen zur Befestigung des Trägers 1 an den Schwimmkörper 2, der beispielsweise aus einem einzigen Schwimmkörperelement länglicher Gestalt gebildet ist. Die Befestigungseinrich­ tungen umfassen zwei Haltestäbe 30, 31, die am Schwimm­ körper jeweils an seinem vorderen und seinem hinteren Teil befestigt sind. Die beiden Haltestäbe 30, 31 stützen sich mit ihren Enden jeweils gegen steife Gestelle 32, 33 ab, die fest mit dem Träger 1 verbunden und beispielsweise als Rohrgestell ausgeführt sind.

Jeder Haltestab ist an einer Befestigungsplatte 34 (Fig. 3) befestigt. Das Schwimmkörperelement 2 besteht aus drei Teilen. Der mittlere Teil 2 b ist mit dem vorderen Teil 2 a und mit dem hinteren Teil 2 c über Befestigungs­ platten 34 verbunden. Die Enden jedes Befestigungsstabes 30, 31 greifen in zwei Aufnehmerteile oder Kappen 35, die am oberen Teil jedes steifen Rahmens 32, 33 angebracht sind. Befestigungsstifte oder -stangen 35, 36 durchsetzen jede Kappe und jedes Ende des Haltestabes und ermöglichen es, das Schwimmkörperelement 2 an das steife Gestell an vier Befesti­ gungspunkten festzulegen. Wenn jedoch zwei Befestigungs­ stifte auf ein und der gleichen Seite des Schwimmkörper­ elementes entfernt werden, läßt sich dieses bezüglich der steifen Gestelle um zwei andere Befestigungsstifte verschwenken.

Schließlich sind nachgiebige Kabel 37, 38 vorne und hinten am Schwimmkörper 2 und jeweils an den geneigten das Vor­ steuer bildenden Platten 5, 6 und an zweiten Richtungsschwerte bildenden Platten 7, 8 befestigt.

Im Wasser ist in der Ruhelage die Schwimmfähigkeit der Ein­ richtung positiv.

Nachgiebige Mehrkanalkabel 18, 19, sind auf an Bord des Schiffes vorgesehene Drehtrommeln gespeichert. Wenn eine solche Einrichtung nach der Erfindung oder eine Gruppe von Einrichtungen ins Wasser abgelassen werden soll, so geht dies so vor sich:

• - Man löst zwei Befestigungsstifte 36, die die Haltestäbe 30, 31 ein und des gleichen Elementes 2 halten, löst die nachgiebigen Kabel 37, 38 und läßt den Schwimmkörper­ element 2 bezüglich des Trägers 1 verschwenken;
• - man wickelt das Mehrkanalkabel vom Drehkopf ab und drückt ein Verbindungsteil 17 in den entsprechenden Verbindungs­ anschluß 16 des Senkkastens 13 der Vorrichtung;
• - der Schwimmkörper 2 wird zurück an seinen Platz auf den beiden Befestigungsgestellen gebracht, man fixiert die nachgiebigen Kabel 37, 38, welche den Schwimmkörper 2 mit dem Träger 1 verbinden und man hängt die Schleppkabel an ein Befestigungszwischenteil 20 des flexiblen Mehrkanal­ kabels 18.

Die Trägervorrichtung kann nun ins Wasser abgelassen werden. Wird eine Anordnung solcher Vorrichtungen verwendet, so beginnt man die vorhergehenden Vorgänge mit sämtlichen der folgenden Vorrichtungen, indem man das Mehrkanalkabel von seinem Speicher­ drehkopf abrollt und die Verbindungsteile 17 sowie die Schlepp­ kabel mit anderen Verbindungsanschlüssen 16 und anderen Zwi­ schenteilen verbindet, die unter regelmäßigem Abstand über dem Mehrkanalkabel vorgesehen sind.

Befindet sich die Gruppe von Trägervorrichtungen im Wasser, so gibt man in die Balgen sämtlicher Steuereinrichtungen einen Bezugsdruck, der der gewünschten Tauchtiefe entspricht, was dazu führt, daß die beweglichen Querruder sich nach unten neigen und das Eintauchen mit Beginn des Schleppvorgangs hervorgerufen wird.

Bei Ende des Benutzungsvorgangs wird das Mehrkanalkabel auf den Speicherdrehkopf aufgerollt. Die Vorrichtungen wer­ den nacheinander durch Verschwenken jedes Schwimmkörpers 2 bezüglich seiner Befestigungsgestelle 32, 33 an Bord gehievt; man löst die Mehrkanalkabel 18, 19 aus ihren Befestigungs­ punkten mit der Plattform und man wickelt sie auf den Drehspeicherkopf.

Nach der in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsvariante, in der der Schwimmkörper nicht dargestellt ist, ist ein zu­ sätzliches Querruder 41 etwas vor der Profilplatte 9 ange­ ordnet und nach hinten geneigt. Dieses Querruder 41 hat zur Folge, daß die unter der Profilplatte 9 durchgehenden Wasserströmungsfäden kanalisiert werden und somit die Stabilität der Vorrichtung verbessert wird. Im übrigen kann hierdurch die Tiefensteuerung der Vorrichtung erleichtert werden.

Claims (10)

1. Trägervorrichtung für im getauchten Zustand auf im wesentlichen konstanter Tiefe von einem Wasserfahr­ zeug geschleppte Geräte, mit wenigstens einer Träger­ einrichtung mit einem steifen Träger für diese Geräte und Einrichtungen, um diesen auf einer bestimmten Tauch­ tiefe beim Schleppen zu halten, wobei diese Einrich­ tungen eine Hilfssteuereinrichtung umfassen, die empfindlich für Veränderungen der Tauchtiefe ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine seitlich an zwei Längsträgern (3, 4) befestigte feste Platte und ein bewegliches Querruder (14) zwischen den beiden Längsträgern und vor dem Träger (1), wobei dieses Querruder von der Hilfssteuereinrichtung gesteuert ist.

2. Trägervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufeinanderfolge mehrerer Trägereinrichtungen, die miteinander über flexible Zugkabel und ein Mehrkanal­ kabel (18), das vom Wasserfahrzeug aus mit Fluid bei einem bestimmten Druck gespeist wird, verbunden sind, wobei dieses Kabel unter Abstand angeordnete Verbindungselemente (17) aufweist, die je mit einem entsprechenden Verbindungs­ element jeder Trägereinrichtung verbindbar sind.

3. Trägervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein längliches Schwimmkörperelement (2), das mit Abstand oberhalb des Trägers (1) durch Befestigungseinrichtungen (30, 33) gehalten ist, welches es ermöglicht, seitlich das Schwimmkörper­ element bezüglich des steifen Trägers (1) zur Freigabe des oberen Teils des Trägers (1) im Augenblick der Herstellung der Verbindung zwischen dem Verbindungselement des Mehr­ kanalkabels (18) und dem Verbindungselement (16, 17) der Trägervorrichtung zu verschieben.

4. Trägervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die transportierte Vorrichtung gebildet wird durch wenigstens eine Quelle zur Aussendung seismischer Wellen (11), die mit einer ersten Platte (5) des steifen Trägers (1) und einer Steueranordnung für die Emissionsquelle verbunden ist, die an einer zweiten Platte (12) befestigt ist.

5. Trägervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung in einem Senkkasten (13) in­ stalliert und mit dem Schiff vermittels des Mehrkanal­ kabels verbunden ist.

6. Trägervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrkanalkabel wenigstens ein Druckfluidzuführungs­ rohr sowie elektrische in ein und dem gleichen nachgie­ bigen Mehrkanalkabel vereinigte Kabel umfaßt.

7. Trägervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwimmkörperelement an zwei Haltestäben (30; 31) fest ist, die je mit seinem vorderen und seinem rückwärtigen Teil verbunden sind und daß Befestigungseinrichtungen zwei steife Gestelle (32; 33) umfassen, die jeweils mit Anlenkpunkten für die Haltestäbe (30; 31) verbunden sind, wobei wenigstens einer der Anlenkpunkte jedes Haltestabes (30; 31) das Verschwenken des Schwimmkörperelementes (2) bezüglich des steifen Trägers (1) ermöglicht.

8. Trägervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung ebenfalls Kabel (37, 38) umfassen, die einerseits am Schwimmkörperelement (2) und andererseits an den seitlichen Längsträgern (3, 4) des steifen Trägers (1) be­ festigt sind.

9. Trägervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrkanalkabel (18) ein Zwischenbauteil (20) zum Einhängen der am steifen Träger (1) festen Schleppkabel (15) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daßi der steife Träger (1) ein Quer­ ruder (41) zur Beeinflussung der Strömung unter einer Profil-Platte (9) aufweist.