DE2930168A1

DE2930168A1 - Vorrichtung zum graben eines einschnitts unter einer auf dem meeresgrund liegenden rohrleitung

Info

Publication number: DE2930168A1
Application number: DE19792930168
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Netherlands Offshore Co
Current assignee: Netherlands Offshore Co
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-25
Publication date: 1980-02-21
Also published as: NL170763C; NL7808064A; US4301606A; GB2030195A; NL170763B; MX151644A; NO792481L; GB2030195B; IE48535B1; IE791444L; DE2930168C2; JPS6020534B2; JPS5536594A; DK322379A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Graben eines Einschnitts unter einer auf dem Meeresgrund ausgelegten Rohrleitung.

Es ist jetzt sehr üblich, zum Transportieren von z.B. Gas und OeI unter Wasser auf dem Meeresgrund eine Rohrleitung auszulegen. Diese Rohrleitung soll vorzugsweise nicht lose auf dem Meeresgrund liegen, sondern in einem Einschnitt, damit die Aussicht auf Beschädigung . I

der Rohrleitung möglichst gering ist. Es sind sehr viele Methoden und Vorrichtungen bekannt, die zum Anbringen eines solchen Einschnitts und danach zum Absenken der schon eher auf dem Meeresgrund ausgelegten Rohrleitung in diesen Einschnitt mehr oder veniger geeignet sind. So ist z.B. in der niederländischen Patentanmeldung 69.02780 eine Vorrichtung beschrieben worden, die im wesentlichen aus einer Anzahl verschiebbar auf der Rohrleitung angeordneter Spritzkopfe besteht, denen Wasser-unter Druck zugeführt wird. Diese Spritzkopfe können, wenigstens wenn der Boden wenig kohäsiv ist, das Erdreich neben der Leitung auflockern. Das aufgelockerte Erdreich wird dann durch Zufuhr von Luft unter Druck emulgiert und die entsprechend gebildete Emulsion wird mittels neben der Rohrleitung angeordneter Saugkopfe aufgesaugt. Die Fortbewegung dieser Vorrichtung erfolgt mittels eines Schleppseiles, das an einem Arbeitsschiff befestigt ist, welches Schiff die Vorrichtung über die Rohrleitung fortschleppt.

Auf diese Weise wird ein sehr breiter, nicht mehr verschlammender Einschnitt gegraben, wobei es nicht gut möglich ist, diesen Einschnitt unter der Rohrleitung anzubringen. Ausserdem können diese Spritzkopfe nicht in einem Boden mit hohem Kohäsionswert angewendet werden. Spritzverfahren sind ausserdem sehr unzweckmässig.

Ein ähnliches Prinzip wird in der niederländischen Patentanmeldung 7^ beschrieben, bei welcher Vorrichtung ebenfalls Strahl- und Saugrohre angewendet werden. Auch diese Vorrichtung wird von einem Schiff aus durch ein Schleppseil über die bereits auf dem Meeresgrund ausgelegte Rohrleitung fortgezogen.

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In der niederländischen Patentanmeldung 75.10086 wird eine Vorrichtung zum Graben von Einschnitten beschrieben, die mit einem eigenen Antriebssystem versehen ist und die daher nicht von einem Schiff aus über die Rohrleitung fortgezogen wird. Die Vorrichtung ist mit einer Anzahl Schwimmkörper versehen, um die Rohrleitung vom Gewicht der Grabvorrichtung zu entlasten. Das eigentliche Grabwerkzeug besteht aus einer einfachen Fräse, die einen Einschnitt neben der Rohrleitung aufschneiden kann.

Die angewendeten Schwimmkörper sind teilweise mit Wasser gefüllt und schwimmen auf dem Meeresspiegel, was diese Vorrichtung ausschliesslich zum Arbeiten bei ganz ruhiger See eignet. Weil die Fräse einen Einschnitt neben der Rohrleitung gräbt, wird die Rohrleitung seitlich in den Einschnitt verschoben werden müssen, was nicht mit der Grabvorrichtung erfolgen kann.

In der niederländischen Patentanmeldung 76.01^10 schliesslich ist eine Vorrichtung zum Graben eines Einschnitts unter einer auf dem Meeresgrund ausgelegten Rohrleitung besehrieben, welche Vorrichtung mit rotierenden Grabwerkzeugen, sowie Mitteln zum Führen der Grabwerkzeuge in bezug auf die Rohrleitung und Mitteln zum Fortbewegen der Grabvorrichtung entlang der Rohrleitung versehen ist. Die Grabwerkzeuge werden je durch einen an dem Rohr und um dieses herum angeordneten Meisselkranz gebildet, der das Erd-

und

reich unter/neben der Rohrleitung auflockern kann, worauf das so aufgelockerte Erdreich weggesaugt wird. Im Prinzip eignet sich dieses Grabwerkzeug zum Bearbeiten eines kohäsiven Bodens. Beim Anbringen der Grabvorrichtung ist der untere Teil des Meisselkranzes entfernt, so dass die Grabvorrichtung auf und über das Rohr abgesenkt werden kann. Anschliessend wird der mangelnde Abschnitt des Meisselkranzes in die richtige Lage gedreht, so dass der Meisselkranz das Rohr völlig umschliessen kann und um die Rohrleitung herum rotiert werden kann.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist die sehr ungünstige Form des mit dieser zu grabenden Einschnitts. Denn zum Erreichen einer gewünschten Tiefe von etwa 2 m für ein Rohr mit einem Durehmesser von 1 m, muss ein riesenhafter Meisselkranz mit iiindestens einem Durchmesser von 5 a benutzt werden. Der Einschnitt erhält dann die gewünschte Tiefe, aber er ist für den beabsichtigten Zweck viel zu breit, so dass eine unnötige Störung der Umgebung der Rohrleitung verursacht wird. Ausserdem ist diese bekannte

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Vorrichtung mechanisch aus-serordentlieh kompliziert, weil allerlei Mechanismen erforderlich sind, um den nicht kreisförmigen Meisselkranz auf die Rohrleitung aufzusetzen und anschliessend das fehlende Segment in die richtige Lage zu drehen und im anderen Abschnitt des Meisselkranzes- einzuschliessen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung der letztgenannten Art, wobei ein Einschnitt der gewünschten Tiefe gegraben werden kann, während die Umgebung auf beiden Seiten der Rohrleitung möglichst wenig

wird

beeinträchtige/und ein hohes Leistungsrendement erzielt wird, unter Vermeidung komplizierter mechanischer Ausbildungen wie sie für diese bekannte Vorrichtung notwendig sind.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Grabwerkzeuge aus mindestens zwei, auf beiden Seiten der. Rohrleitung parallel zur Fortbewegungsrichtung nebeneinander angeordneten Eimerrädern bestehen, deren Hauptebenen einen spitzen Winkel miteinander einschliessen und sich unter der Rohrleitung schneiden, welche Eimerräder in den genannten Hauptebenen höhenverstellbar angeordnet sind.

Es hat sich herausgestellt, dass Eimerräder sich ausgezeichnet dazu eignen, sowohl in weniger kohäsivem Boden mit z.B. einem Kohäsionswert bis zu

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1 kg/ cm als auch in einem Boden mit einem Kohäsionswert von etwa 3 kg/cm verwendet zu werden. Durch die schräge Stellung der Eimerräder kann ein scharf markierter Einschnitt unmittelbar unter der Rohrleitung gegraben werden, ohne dass der Einschnitt oben eine zu grosse Breite erhält. Durch Anwendung von Eimerrädern wird das Erdreich nicht aufgelockert und anschliessend durch Baggerpumpen aufgesaugt, sondern wird das Erdreich aufgegraben und mitgeführt, worauf es neben dem gegrabenen Einschnitt abgelagert werden kann. Die Eimerräder sind parallel zur Fortbewegungsrichtung nebeneinander angeordnet, so dass ein Einschnitt mit etwa trapezförmigem Querschnitt unter der Rohrleitung angeordnet wird. Der Einschnitt muss unter bestimmten Bedingungen mit einiger Uebertiefe gegraben werden, weil zwischen den nebeneinander angeordneten Eimerrädern ein Ebdrücken mit dreieckigem Querschnitt übrigbleibt, der durch die Eimerräder nicht aus dem

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Einschnitt aufgegraben werden kann. Dieser Erdrücken wird durchweg hinter der Grabvorrichtung einstürzen und sich über den Einschnittboden verteilen. Mit Hilfe einer Baggerpumpe kann die Menge Bodenmaterial, die ursprünglich zum genannten Erdrücken gehorte, aufgesaugt werden, in welchem Fall bis zu der endgültig gewünschten Tiefe von z.B. 2 m gegraben werden kann. Es ist auch möglich, diesen Erdrücken über den Boden des Einschnitts zu verteilen, gegebenenfalls mit Hilfe von Spritzköpfen. In diesem Fall muss mit einiger Uebertiefe gegraben werden.

Das Graben mit Uebertiefe könnte gegebenenfalls unterlassen werden, wenn man die Eimerräder im Gestell hintereinander anordnet. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dadurch ein grosses Drehmoment der Grabvorrichtung um eine vertikale Achse entsteht, welches Moment nur durch an der Rohrleitung angreifende Gliedermittel aufgenommen werden kann,. Die auf das Rohr ausgeübte Belastung steigt dadurch jedoch auf eine ungewünschte Höhe an.

Bei der in der niederländischen Patentanmeldung 76.01^10 beschriebenen Vorrichtung ruht die Grabvorrichtung auf der Rohrleitung und wird sie durch diese Rohrleitung geführt, wobei die Vorrichtung durch hydraulische Zylinder fortbewegt wird, welche Zylinder den Abstand zwischen den beiden Enden der Grabvorrichtung verkleinern bzw. vergrossern können und auf diese Weise kann die Grab vorrichtung schrittweise über die Rohrleitung fortgeschoben werden. Im Prinzip trägt daher die Rohrleitung das Gewicht des Grabwerkzeuges und da dies ungewünscht ist, muss ein Trimmtank vorhanden sein, um die vertikale Belastung der Rohrleitung zu verkleinern.

In einer bevorzugt angewendeten Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Grabvorrichtung braucht die Rohrleitung nur die Fuhrungsfunktion zu erfüllen und nicht mehr die Tragfunktion, wie bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist. Dazu sind die Eimerräder an einem selbsttragenden, auf dem.Meeresgrund neben der Rohrleitung ruhenden Gestell angeordnet, das mit an dem Meeresgrund angreifenden Fortbewegungsmitteln versehen ist, während das Gestell auch mit dieses Gestell aisschliesslich in seitlicher Richtung in bezug auf die Rohrleitung führenden Mitteln versehen ist.

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Die Eimerräder der erfindungsgemäs-sen Vorrichtung bestehen bevorzugt ans einem auf einer stillstehenden Nabe oder Ständer montierten rotierbaren Aussenrad, das mit einer Anzahl Grabeimer mit praktis-ch in Achsrichtung des Eimerrades verlaufenden Schneidkanten versehen ist, während die eich gegenüberliegenden Seiten der Grabeimer offen sind. Auf diese Weise kann man einen Wasserstrahl zum Leerspritzen der auf beiden Seiten offenen Grabeimer anwenden, welcher Wasserstrahl selbstverständlich parallel zu den Grabeimern gerichtet ist von einem Punkt an der Innenseite des Eimerrades aus, das seitlich der Bewegungsbahn der Grabeimer liegt.

Die auf beiden Seiten der Rohrleitung angeordneten Eimerräder sollen in und aus der Grabposition gebracht werden können und dazu ist jeder Ständer auf einem Radarm montiert, der auf der der Ständerachse abgewandten Seite gelenkig am Gestell befestigt ist, während Hubmittel vorgesehen sind, die einerseits an dem Gestell und andererseits an diesem Radarm angreifen. Beim Anordnen der Grab vorrichtung über die dann auf dem Meeresgrund ausgelegte Rohrleitung befinden die Eimerräder sich in der angehobenen Stellung und wenn das Gestell einmal auf dem Meeresgrund ruht, können die Eimerräder über diese Hubmittel in die Grabposition gebracht werden.

Der Ständer für jedes Eimerrad besteht vorzugsweise aus einem geschlossenen, olgefüllten und druckkompensierten zylindrischen Kasten, in dem der Antrieb für das an diesem Kasten montierte rotierbare Aussenrad untergebracht ist.

Bevorzugt bestehen die Fortbewegungsmittel im wesentlichen aus zwei, auf beiden Seiten und parallel zu der Rohrleitung an der Unterseite des Gestells angeordneten, unabhängig angetriebenen Zylindern, die am Aussenumfang mit spiralförmig angeordneten Rippen versehen sind, wobei die Wickelrichtung für den einen Zylinder der des anderen Zylinders entgegengesetzt ist, bei gleichem Steigungswinkel.

Wenn beide Zylinder in entgegengesetzter Richtung drehen, wird auf das Gestell eine vorwärts entlang der Rohrleitung gerichtete Antriebskraft erhalten, wobei keine oder nahezu keine Radialkräfte auf die Rohrleitung ausgeübt werden, und zwar dadurch, dass die entgegengesetzt gerichteten

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Radialkräfte sich ausgleichen. Dadurch, dass man beiden Zylindern die gleiche Drehrichtung erteilt, kann das Gestell in bezug auf die Rohrleitung in Querrichtung verschoben werden. Durch Stillsetzen einer Antriebsrolle ist ein Nachdrehen möglich.

Dadurch, dass das Gestell auf dem Meeresgrund ruht und daher nicht auf der Rohrleitung selbst, sollen Führungsmittel vorgesehen sein, die das Grabwerk-" zeug in einer Ebene etwa parallel zum Meeresgrund führen können. Diese Führungsmittel bestehen bevorzugt aus mindestens zwei Paaren im weiten Relativabstand im Gestell angeordneter Rollen, wobei jedes Paar aus zwei auf beiden Seiten der Rohrleitung angeordneten, nahezu senkrecht auf die Rohrleitung stehenden Rollen besteht, die in bezug auf die Rohrleitung schwenkbar sind zwischen einer Stellung,in der die Führungsrollen an der Rohrleitung anliegen und einer Stellung, in der sie gegen das· Gestell geschwenkt sind. Dadurch, dass man die auf diese Führungsrollen ausgeübten Kräfte in bezug auf Richtung und Grosse misst, kann man über die Stellung des Grabwerkzeuges in bezug auf die Rohrleitung informiert werden, welche Information zum Nachsteuern des Grabwerkzeuges benutzt werden kann.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Grabwerkzeuges wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen darin:

Fig. 1 eine Draufsicht der Grabvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit Weglassung der Seitenwand des gegrabenen Einschnitts;

Fig. 3 eine Ansicht über die Linie III-III in Fig. 1;

Fig. h einen schematischen Querschnitt über die Linie IV-IV in Fig. 1, mit Weglassung einer Anzahl Teile;

Fig. 5a - 5b eine Ansicht, teilweise im Schnitt über die Linie V-V in Fig. 1, bei angehobenen bzw. gesenkten Eimerrädern;

Fig. 6 eine Ansicht, teilweise im Schnitt über die Linie VI-VI in Fig. 1;

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ORIGINAL INSPECTED

Fig. 7 eine Ansicht über die Linie Vlll-Viri in Fig. 1 und

Fig. 8 eine Ansicht eines Eimerrades-;

Fig. 9 einen Querschnitt durch ein Eimerrad über die Linie IX-IX in Fig.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 das Hauptgestell der Grabvorrichtung angegeben. Dieses HauptgesteD. besteht im wesentlichen aus vier in Längsrichtung des Grabwerkzeuges verlaufenden Rohren 2, 3, ^, 5» welche Längsrohre mindestens in drei Ebenen bzw. der vorderen Ebene 6, der mittleren Ebene 7 und der hinteren Ebene 8 mittels passender Stützrohre miteinander verbunden sind. Die Längsrohre 2, 3 und h liegen an den Ecken eines- gleichschenkligen Dreiecks. Das Rohr 5 liegt unter dem Rohr 3 und zwischen den Rohren 2 und h. Die gegenseitige Verbindung dieser Rohre 2-5 besteht aus den Rohren 6I-65 (siehe Fig. 3). In den Ebenen 7 und 8 sind identische Verbindungsrohre angeordnet. Ausser in den Ebenen 6-8 angeordneten Verbindungsrohren können noch andere Rohrteile zur Versteifung des Gestells 1 vorgesehen sein, wie die Rohre 66_t 67, 68 und 69 in Fig. 1. Die Ebenen 6 und 7 sowie 7 und 8 liegen in einem Abstand voneinander, dessen GrSsse selbstverständlich von der GrSsse des Grabwerkzeuges abhangig ist. Dieser Abstand kann z.B. 8,5 m betragen, bei einer Gesamtlänge des Grabwerkzeuges von etwa 20 m. Auf der linken und rechten Seite des Grabwerkzeuges in Fig. 1 ist das einzugrabende Rohr 9 angegeben, während mit dem Pfeil P die Fortbewegungsrichtung des Grabwerkzeuges bezeichnet ist.

In der mittleren Ebene 7 sind zwei als Gleitlager ausgebildete Buchsen 10 an den Stützrohren 73, 7^ angeordnet, an deren jedem ein Radarm 11 befestigt ist. An der Achse lh des Radarmes 11 ist der Ständer 15 angeordnet, der an der Aussenseite das eigentliche Eimerrad 16 trägt, das um den Ständer 15 rotieren kann und von diesem Ständer 15 aus angetrieben wird. Um die Eimerräder 15, 16 heben und senken zu können, sind die HShenverstellmittel 17 angeordnet. Diese Hohenverstellmittel bestehen aus einem in der mittleren Ebene 7 am Gestell 1 angeordneten Stuhl 18, in dem eine Achse 19 drehbar angeordnet ist. Die Achse 19 trägt den Zylinderteil 20 einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Kombination 21, 20, wobei das Ende der Kolbenstange 21 nahe der Achse lh des Ständers 15 am Radarm 11 befestigt ist.. Durch Hinaustreiben

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ORIGINAL INSPECTED

der Kolbenstange 21 aus dem Zylinder 20 kann das Eimerrad 15, 16 in der Hauptebene des Eimerrades hinunterbewegt werden, wahrend das Eimerrad durch das Ziehen der Kolbenstange 21 in den Zylinder 20 hochbewegt werden kann. Beide Eimerräder 15, 16 sind mit identischen Honenverstellmitteln versehen.

Auf der Ruckseite der Gr ab vorrichtung sind zwei Saugleitungen 22, 22' vorgesehen, die über das in Längsrichtung verlaufende Gestellrohr 5 an einer Baggerpumpe 23 angeschlossen sind. Von der Baggerpumpe 23 aus verlaufen zwei Druckrohre 2k, 2H¹, deren Enden 25, 25' so angeordnet sind, dass jedes Ende gegenüber der Bewegungsbahn des zugeordneten Eimerrades 16 zu liegen kommt. Mittels der Baggerpumpe 23 können zwei Wasserstrahlen erzeugt werden, die den Inhalt der Eimer des Eimerrades 16 vom Innern des Grabwerkzeuges nach aussen wegspritzen, so dass das aufgegrabene und durch die Eimer hinaufgeforderte Erdreich seitlich des Grabwerkzeuges daher auch seitlich des gegrabenen Einschnitts abgelagert wird. Gegenüber 'den Enden 25, 25' der Druckleitungen 2k, 2k' sind auf der anderen Seite der Eimerräder 16 Abforderrohre 13, 13' zum seitlichen Abführen des·aufgegrabenen Bodenmaterials angeordnet.

An der Unterseite des Gestells sind die zylindrischen Rollen 26, 27 befestigt, die bzw. im Lager 30 in der vorderen Ebene 6, im Lager 31 in der mittleren Ebene 7 und im Lager 32 in der hinteren Ebene 8 gelagert sind. Auf den Zylindern 26, 27 sind am Umfang spiralförmig gewickelte Rippen 28, 29 z.B. durch Schweissen angeordnet, wobei die Wickelrichtung für die Rippen 28 der Wickelrichtung für die Rippen 29 entgegengesetzt ist, bei gleichbleibendem Steigungswinkel. Die Zylinder 26, 27 werden je durch zwei hydraulische Motoren angetrieben, die sich an der Vorder- und Rückseite eines jeden Zylinders 26, 27 befinden und von einem an der Vorderseite der Grabvorrichtung angeordneten hydraulischen Aggregat kO betrieben werden. Wenn die Zylinder 26, 27 in entgegengesetzter Richtung drehen, wird das Grabwerkzeug in Richtung des Pfeiles P fortgetrieben werden. Der hydraulische Antrieb für die Zylinder 26, 27 kann in zwei Drehrichtungen arbeiten, so dass die Zylinder 26, 27 auch in der gleichen Richtung angetrieben werden können, wobei das Grabwerkzeug sich seitlich verschieben kann. Bei Antrieb von nur einem Zylinder z.B. 26 und Stillsetzen des anderen kann das Grabwerk-

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zeug einer Kurve in der Rohrleitung folgen. Selbstverständlich mus.8 der Verlauf der Rohrleitung 9 in irgendeiner Weise aufgenommen verden, um die Grabvorrichtung in der gewünschten Richtung mittels der mit Rippen versehenen Zylinder 26, 27 steuern zu können. Zu diesem Zweck sind in der vorderen Ebene 6, der-mittleren Ebene T und der hinteren Ebene 8 die Führungsmittel 3k bzw. 35 und 36 angeordnet, die im folgenden noch naher beschrieben werden.

Am Gestell 1 ist weiter ein zweites hydraulischesiggregat M angeordnet, versehen mit zwei hydraulischen Pumpen, die je zum Antreiben eines Eimerrades 15, 16 bzw. 15', 16' geeignet sind. Das hydraulische Hilfsagpegat k2 dient zum Steuern der Hohenverstellmittel 17-21 der Eimerräder. Eine Hochdruckpumpe 37 dient zum Liefern von Wasserstrahlen unter Hochdruck an die Rückseite des Grabwerkzeuges, wie im folgenden erläutert wird.

In Fig. 2 ist mit U3 der durch die Eimerräder 16, 16' gegrabene Einschnitt dargestellt. Das Rohr 9 sinkt infolge seines Eigengewichts in diesen Einschnitt J+3.

In Fig. 2 ist mit 39 eine Schutzvorrichtung für das elektrische Kabel 38 wiedergegeben, über welches Kabel das Grabwerkzeug mit Energie versehen wird. Zum Absenken des Grabwerkzeuges ist eine Käbelscheibe hk an der Vorderseite des Gestells 1 vorgesehen.

Deutlich ergibt sich aus Fig. 2, wie die Hohenverstellmittel 17-21 für jedes Eimerrad im Gestell 1 angebracht sind. Die Kolbenstange 21 ist mit dem Radarm 11 oberhalb der Ständerachse ¹Ik verbunden. Beim Betätigen des hydraulischen Zylinders 20 kann das Radarm 11 um die als Gleitlager ausgebildete Buchse 10 drehen. Am Radarm 11 ist auch das Ende 25' der Druckleitung 2k¹ unterstützt, welche Druckleitung 2U» als flexibles .Rohr ausgebildet ist. Beim Höhenverstellen der Eimerräder 15, 16 bleibt das Ende 25 auf diese Weise immer die richtige Lage gegenüber dem eigentlichen Eimerrad 16 einnehmen, und zwar unabhängig von der eingestellten Grabtiefe.

Ausser zum Erzeugen der Wasserstrahlen, mittels deren die Grabeimer leergespritzt werden, dient die Baggerpumpe 23 auch zum Aufsaugen aus dem

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gegrabenen Einschnitt von gegebenenfalls in diesen Einschnitt zurückfallendem oder in diesem zurückbleibendem Bodenmaterial, Zu diesem Zweck ist an der Unterseite jeder Saugleitung 22, 22' ein Saugkopf ^5 vorgesehen. Diese Saugleitung 22' kann in einer Vertikalebene verschwenkt werden, wie mit

auch PunkHinien in Fig. 2 dargestellt. Auf dem Saugkopf U 5 ist/eine Druckleitung hS angeordnet, die mit der Hochdruckpumpe 37 verbunden ist. Diese Druckleitung k6 dient zum etwaigen Fragmentieren und über den Einschnittboden vorzunehmenden Verteilen des zwischen den Eimerradern zurückbleibenden Erdrückens (sie Fig. 5b). Die Druckleitung k6 ist mit einem flexiblen Teil - hl versehen, so dass auch diese Leitung der Schwenkbewegung des Saugrohres 22' folgen kann.

In Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Grabvorrichtung dargestellt, aus der die gegenseitigen Rohrverbindungen zwischen den-Gestellrohren 2-5 sowie die Ausbildung der Führungsmittel 3^ hervorgehen. Die Führungsmittel 3^ bestehen aus zwei auf beiden Seiten des Rohres 9 angeordneten Schlitten U8, die in einer Richtung senkrecht auf das Rohr 9.seitlich verschiebbar in angepassten Führungen i+9 angeordnet sind. Durch Verschiebung der Schlitten kQ können die Führungsmittel dem Durchmesser des einzugrabenden Rohres 9 angepasst und in der richtigen Lage fixiert werden. Auf jedem Schlitten kQ ist gelenkig um eine Achse 51 eine Rolle 50, gegebenenfalls ein Rollenpaar befestigt (siehe Fig. 1). Die Rolle 50 wird durch eine hydraulische Kolben-Zylinder-Kombination 52 in der vertikalen Stellung gehalten. Der hydraulische Zylinder 52 ist nicht nur zum Verschwenken der Rolle 50 beim Verschieben der Grabvorrichtung über das Rohr 9 geeignet, sondern auch als Dynamometer ausgeführt, das ein Signal abgibt, das den durch das Rohr 9 auf die Rolle 50 ausgeübten Kräften proportional ist. Dieses entsprechend erhaltene Signal gibt einen Hinweis über die Lage der Grabvorrichtung gegenüber dem Rohr 9· In der mittleren Ebene T und der hinteren Ebene 8 (siehe Fig. U und Fig. 6) sind ähnliche Führungsmittel vorgesehen. Aus den daraus erhaltenen Signalen kann ein Hinweis darüber erhalten werden, wie die Zylinder 26, 27 anzutreiben sind, um das Grabwerkzeug wonötig nachzusteuern ,

Fig. k zeigt einen Schnitt der Grabvorrichtung nach Fig. 3. Ausser den in Fig. 3 für die Ebene 6 angegebenen Stützrohrteilen 6i-6'5 sind in der

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mittleren Ebene 7 zwei zusätzliche Rohrstützen zwischen de» Längsrohr 5 und den Stützrohren 71 bzw. 72 vorgesehen.

Die Ausbildung der Führungsmittel 35 entspricht der Ausbildung der Mittel 3k (Fig. 3).

In Fig. 5a - 5b sind die Eimerräder 15, i6 bzv. 15', 16"' in der angehobenen Stellung bzw. in der gesenkten oder Grabstellung dargestellt. Aus Fig. 5b geht hervor, dass die Hauptebene eines jeden Eimerrades einen Winkel von hh 20 mit der Vertikalebene durch das Rohr 9 bildet. Die EimerrSder, wenigstens ihre dem Rohr zugewandten Seiten liegen in kurzem Abstand von diesem Rohr. Die Grabtiefe ist dadurch begrenzt, dass die beiden Eimerräder sich unter dem Rohr selbstverständlich nicht berühren dürfen. Die maximale Grabtiefe muss grosser sein als die gewünschte Einschnitriefe, weil beim Graben eines Einschnitts zwischen den Eimerrädern ein Erdrücken 53 mit etwa dreieckigem Querschnitt im Einschnitt zurückbleibt. Dieser Erdrücken 53 wird durchweg einsinken oder kippen, wonötig unter dem Einfluss der Hochdruckwasserstrahlen, die von den Spritz/SaugkSpfen U5 herrühren (Fig. 2).

In Fig. 6 ist die Form des gegrabenen Einschnitts bei nicht eingesunkenem oder gekipptem Erdrücken 53 dargestellt. In der Rückansicht (Fig. 7) ist das Bespritzen dieses Erdrückens erläutert. In Fig. 7 ist weiter angegeben, dass die zwei Saugleitungen 22, 22' über die Kurventeile 5*+ an die Drehscheiben 55 angeschlossen sind, die ein Verschwenken in einer ungefähr vertikalen Ebene der Saugrohre 22, 22' ermöglichen. Ueber die Kurventeile 56 sind die Saugrohre 22, 22' an das in Längsrichtung des Gestells 1 verlaufende Rohr 5 und anschliessend an die Baggerpumpe 23 angeschlossen (Fig. 2). Das Verschwenken der Saugrohre erfolgt mit Hilfe der Drehzylinder 57, die sowohl mit derhinteren Ebene 8 des Gestells als auch mit den Kurventeilen 55 verbunden sind. Beim Verschwenken der Rohre 22, 22' werden selbstverständlich die damit verbundenen Hochdruckleitungen U6 mitgenommen. Dies ist möglich durch die flexible Leitung ^7·

In Fig. 8-9 ist das Eimerrad 15, 16 dargestellt, im wesentlichen bestehend aus einem Ständer 15 und einem um diesen Ständer rotierbaren Aussenrad 16.

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Dieses Aussenrad umfasst zehn Schaufeleimer 58, im wesentlichen bestehend aus einer etwa halbkreisförmigen gebogenen Platte 59, die mit einer Schneidkante 60 versehen ist. Die kreisförmige Platte 59 wird an der Rückseite unterstützt durch Rücken 80 und die schräg verlaufende Platte 81, die beide am Innenumfang des Aussenrades 16 befestigt sind, z.B. durch Schveissen.

Der Ständer 15 ist fest mit dem Radarm 11 verbunden. An diesem Radarm 11 ist auch das Kurvenrohr 25 befestigt, so dass dessen Oeffnung ungeachtet der Lage des Aussenrades 16 immer mit den an dieser Oeffnung vorbei geführten Grabeimern 58 fluchtet. An der Radarm 11 ist eine Nabe 82 angeordnet, die fest mit der zentralen Hohlachse 83 des Standers 15 verbunden ist. An dieser zentralen Achse 83 sind zwei Ringscheiben Oh₁ 85 angeschweisst, welche Scheiben ihrerseits durch die zylindrische Platte 86 miteinander verbunden sind. Die Platten 8^, 85 und 86 bilden zusammen mit der Hohlachse 83 einen völlig geschlossenen Raum 86, der mit OeI gefüllt ist. Dieser Raum steht in offener Verbindung mit dem Innern der Hohlachse 83. Innerhalb dieses geschlossenen Raumes 86 sind, regelmässig über den Umfang verteilt, z.B. 5 oder 6 Hydromotoren 87 vorgesehen, von denen in Fig. 9 zwei angegeben sind. Die Druckleitungen zum Antreiben dieser Motoren 87 erstrecken sich über den Radarm 11, die Hohlachse 83 und den Raum 86 bis zu den Hydromotoren 87. Jeder der Motoren 87 treibt ein Ritzel 88 an, das mit einem Zahnkranz 89 im Eingriff ist, der mit dem Läufer oder dem Eimerrad 16 ein Ganzes bildet. Dieser Zahnkranz 89 bildet auch den Innenring eines Kugellagers 90, dessen Aussenring mit dem Ständer 15 verbunden ist. Der Läufer 16 besteht im wesentlichen aus der ringförmigen Platte 91, an der der Zahnkranz 89 befestigt ist, der kreisförmigen Platte 92 und der diese Platten 91» 92 miteinander entlang dem Umfang verbindenden Ringkonstruktion 93, an der die Schaufeleimer 58 befestigt sind. Die Läuferplatte 91 ist bei 9^ mit einer gleitenden Abdichtung gegenüber der Hohlachse 83 versehen.

Mit 96 ist eine Druck- und Temperaturausgleichvorrichtung dargestellt, im wesentlichen bestehend aus einem mit der Läuferplatte 92 verbundenen, im Innern der Hohlachse 83 angeordneten Balg. Das Innere dieses Balges steht über eine Oeffnung in der Platte 92 in offener Verbindung mit dem Seewasser und an der Aussenseite des Balges 96 ist der Druck des ölgefüllten Raumes

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wirksam. Infolge des entsprechend erhaltenen Druckgleichgewichts wird kein Seewasser nach innen oder OeI aus dem Ständer über die Abdichtung 9h hinauslecken. Der Balg 96 sorgt "bei zunehmender Oeltemperatur ebenfalls für den gewünschten Druckausgleich.

Der Läufer 16 ist steif genug, um Verformung und dadurch Festlaufen zu verhindern. Die Läuferplatte 92 ist in axialer Richtung durch den Ring 95 mit L-formigem Querschnitt eingeschlossen, wobei ein Rand des Ringes 95 in einen in der Hohlachse 83 angeordneten Schlitz greift.

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Leerseite

Claims

Patentanwalt·

Ucht . Dr. Schmidt

Hanamann· Herrmann

Poetfach 70ta οδ *_a t..it «no

8000 München 70 Z* JUll 19/9

Netherlands Offshore Company (Nederlandse maats-chappij voor werken tmitengaats) B.V., Martinus Nijhofflaaa 2, Delft, Niederlande.

Vorrichtung zum Graben eines Einschnitts unter einer auf dem Meeresgrund liegenden Rohrleitung.

Patentansprüche

( I.Vorrichtung zum Graben eines Einschnitts unter einer auf dem Meeresgrund liegenden Rohrleitung, welche Vorrichtung mit rotierenden Grabwerkzeugen, Mitteln zum Führen der Grabvorrichtung in bezug auf die Rohrleitung, sowie

ist ■* Mitteln zum Fortbewegen der Grabvorrichtung entlang der Rohrleitung versehiy dadurch gekennzeichnet, dass die Grabwerkzeuge aus mindestens zwei auf beiden Seiten der Rohrleitung (9) parallel zur Fortbewegungsrichtung (P) nebeneinander angeordneten Eimerrädern (15, 16, 15', 16·) bestehen , deren Hauptebenen einen spitzen Winkel miteinander einschliessen und sich unter der Rohrleitung (9) schneiden, welche Eimerräder in den genannten Hauptebenen höhenverstellbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eimerräder in einem selbsttragenden, auf dem Meeresgrund neben der Rohrleitung (9) ruhenden Gestell (1) angeordnet sind, das mit an dem Meeresgrund angreifenden Fortbewegungsmitteln (26-29) versehen ist, während das Gestell (1) auch mit dieses Gestell ausschliesslich in seitlicher Richtung in

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bezug auf die Rohrleitung (9) führenden Mitteln (3¹*, 35, 36) versehen ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eimerräder aus .einem auf einer stillstehenden Nabe oder Ständer (15) montierten rotierbaren Aussenrad (16] bestehen, das mit einer Anzahl Grabeimer (58) mit nahezu in Achsrichtung des Eimerrades verlaufenden Schneidkanten (6o) versehen ist, vährend die sich gegenüberliegenden Seiten der Grabeimer offen sind.

k. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ständer (15) auf einem Radärm (11) montiert ist, der auf der der Ständerachse (1U) abgewandten Seite gelenkig am Gestell befestigt ist, während Hubmittel (17) vorgesehen sind, die einerseits an dem Gestell und andererseits an diesem Radarm (11) angreifen, um das Eimerrad (15, 16) in die heruntergelassene oder Grabposition oder aber in die heraufgezogene Position bringen zu können.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ständer (15) aus einem geschlossenen, olgefüllten/aruckkcnnpensierten zylindrischen Kasten besteht, in dem der Antrieb für das auf diesem Kasten montierte rotierbare Aussenrad (16) untergebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer {16) ausschliesslich am Aussenumfang der Ständerachse (83) mit einer Abdichtung (9*0 versehen ist.

T. Vorrichtung nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Baggerpumpe (23) vorgesehen ist, an welche zwei Saugrohre 22, 22' angeschlossen sind, deren Ende in und aus dem gegrabenen Einschnitt (1*3) schwenkbar ist, während zwei Auslassrohre (2t) an die Pumpe (23) angeschlossen sind, wobei jedes Ende (25) eines Auslassrohres gegenüber einem Punkt der Bewegungsbahn der Grabeimer (58) auf der Innenseite eines Eimerrades (16, 16') liegt, um die Grabeimer (58) mit einem Wasserstrahl leerspritzen zu können.

030008/0678

ORIGINAL INSPECTED

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1-7 _s dadurch gekennzeichnet, dass die Fortbewegungsmittel (26-29) im wesentlichen aus· zvei, auf "beiden Seiten und parallel zu der Rohrleitung an der Unterseite des Gestells angeordneten unabhängig angetriebenen Zylindern (26, 27) bestehen, die am Aussenumfang mit spiralförmig angeordneten Rippen (28, 29) versehen sind, wobei die Wickelrichtung für den einen Zylinder (26) der des anderen Zylinders (27) entgegengesetzt ist, bei gleichem Steigungswinkel.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass ' die Führungsmittel (3^, 35, 36) je aus mindestens einem Paar im Relativabstand im Gestell (1) auf beiden Seiten der Rohrleitung (9) angeordneten Rollen (50) bestehen, die nahezu senkrecht auf die Rohrleitung stehen und in bezug auf die Rohrleitung (9) schwenkbar sind zwischen einer Stellung, in der die Führungsrollen an der Rohrleitung anliegen und einer Stellung, in der sie in Richtung des Gestells geschwenkt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollen (50) in einem quer zur Rohrleitung verschiebbaren Schlitten (1+8) befestigt sind, während jede Rolle (50) mit einem Dynamometer verbunden ist, das ein Signal abgeben kann, das mit der von der Rohrleitung (9) auf diese Rolle ausgeübten Kraft zusammenhängt.

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