DE4226614C2 - Anordnung zur stationären Positionierung von Meßgeräten in Wasserströmungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen mit einem die Messgeräte tragenden Verankerungssystem mit Verankerungsseil, das zur Straffhaltung gegenüber einem Fußpunkt schutzummantelte Auftriebskörper aufweist, die über eine Seilführung frei dreh- und verschiebbar mit dem Verankerungsseil verbunden sind.

Derartige vertikale Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen werden beispielsweise in der Ozeanographie verwendet, um mit den eingesetzten Messgeräten die unterschiedlichsten Parameter im Ozean zu registrieren. Es können Messungen einzelner physikalischer Größen wie Temperatur und Geschwindigkeit der Wasserströmungen, aber auch Teilchenuntersuchungen zur Bestimmung von Verschmutzung, Sand- oder Planktongehalt durchgeführt werden. Kontinuierliche Messreihen dienen wesentlich der dauerhaften Überwachung des Wasserzustandes. Für genaue, reproduzierbare Messungen ist es erforderlich, dass das Verankerungssystem straff gespannt ist und sich in der Strömung wenig neigt. Dieses erreicht man dadurch, dass man das Verankerungsseil mit einem entsprechenden Auftrieb in Form von einzelnen Auftriebskörpern unter Beachtung deren Strömungs­ widerstände versieht, der das Gewicht des gesamten Verankerungssystems mit den Messgeräten neutralisiert (Netto-Auftrieb).

Aus dem Prospekt "New deep sea instruments moorings" der Firma Nautilus Marine Service GmbH, Bremen, aus dem Jahre 1991 ist es bekannt, zur frei dreh- und verschiebbaren Verbindung der Auftriebskörper - hohle Glaskugeln in Kunststoffschalen als Schutzummantelung - mit dem Verankerungsseil spezielle Befestigungsblöcke - auch schon eine Entwicklung des Alfred- Wegener-Instituts ("Eddygrip") - einzusetzen. Mit derartigen Befestigungs­ blöcken können der Strömungswiderstand der Auftriebskörper durch deren verdrillungsfreie Drehbarkeit in Strömungslee verringert und der Netto-Auftrieb durch Wegfall von zusätzlichen Ketten oder Montagerahmen im Verankerungs­ system zur Befestigung der Auftriebskörper wesentlich verbessert werden. Die bekannten Befestigungsblöcke bestehen aus zwei Hälften, die miteinander verschraubt werden. Dabei werden gleichzeitig die Kunststoffschalen auf der einen Seite des jeweiligen Befestigungsblocks und das Verankerungsseil auf der anderen Seite in die Verschraubung miteinbezogen. Eine ähnliches Verankerungssystem mit dieser beschriebenen "Am-Seil"-Befestigungs­ methode durch einen verschraubbaren Befestigungsblock, mit dem ein besonders großer Auftriebskörper mit einem Verankerungsseil drehfrei verbunden wird, ist auch aus der US 3 935 592 bekannt.

Obwohl die beschriebene "Am-Seil"-Befestigungsmethode gegenüber den bisher verwendeten "Im-Seil"-Befestigungsmethoden schon große Vorteile bringt, erfordert das Verschrauben der zusätzlichen, auftriebsverringernden Befestigungsblöcke noch einen relativ hohen Montageaufwand. Werkzeuge und seewasserfeste Schrauben werden benötigt. Auch eine Vorfertigung von Seilabschnitten, die mehrere Auftriebskörper tragen, ist nicht optimal, da die Seilabschnitte in das Verankerungssystem über weitere schwere Verbindungs­ elemente montiert werden müssen. Zudem sind bei solchen Seilmoduln der Transport und die Handhabbarkeit an Deck umständlich und schwer.

Aus den Druckschriften DE 21 49 592 A, US 2 397 957 und DE 19 58 575 A sind Verkleidungen von Unterwasserschleppkabeln zur Verringerung deren Strömungswiderstandes bekannt. Die Verkleidungen umfassen drehbar das Seil und sind spitz zulaufend ausgebildet. Durch die Schleppbewegung richten sie sich in Strömungsrichtung aus, wobei das spitz zulaufende Ende widerstandserhöhende Verwirbelungen hinter dem Seil verhindern soll. Die Verkleidungen können Hohlräume aufweisen, die der Aufnahme weiterer Kabel oder Messfühler dienen. Das Schleppkabel muss bestimmungsgemäß möglichst vertikal durch das Wasser gezogen werden, um verschiedene Wassertiefen mit den mitbewegten, also nicht-stationär positionierten Messfühlern erreichen zu können. Schutzummantelte Auftriebskörper, die ein Auftauchen des Kabels an die Wasseroberfläche bewirken würden, sind deshalb nicht vorgesehen. Entsprechend sind auch die relativ kleinen und kompakten Verkleidungen nicht dafür vorgesehen, großvolumige Auftriebs­ körper aufzunehmen. Desweiteren können die flexiblen Verkleidungen diese nicht mit einem gegen raue Handhabung wirksamen Schutz umgeben. Im Gegensatz zu diesen bekannten Verkleidungen betrifft die Erfindung hingegen eine ortfeste Verankerung zur stationären Positionierung von Messgeräten in einer Wasserströmung, sodass hier ein umgekehrtes Wirkprinzip mit strömungshindernden Auftriebskörpern vorliegt.

Wegen der enorm hohen Einsatzkosten am Messort sollen die weiter oben beschriebenen, gattungsgemäßen Anordnungen zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen aber einfach und schnell aus- und wieder einbringbar sein unter begrenztem Einsatz von Personal, Material und Hilfsmitteln. Montagezeiten müssen minimal sein, trotzdem soll eine gute Handhabbarkeit und Variabilität bei der Verwendung von Auftriebskörpern in Zahl und Anbringungsort gewährleistet sein.

Als Antwort auf diese technischen, ökonomischen und logistischen Probleme ist die erfinderische Lehre gemäß Anspruch 1 anzusehen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung näher erläutert.

Durch die Integration der Seilführung in den Schutzmantel des Auftriebs­ körpers entfallen zusätzliche Befestigungsteile und damit alle Arbeitsschritte, - werkzeuge und -mittel zur Montage der Auftriebskörper. Gleiches gilt noch in verstärktem Maße für den Vorteil der einfachen Aufsteckbarkeit der Seilführung und damit des Auftriebskörpers auf das Verankerungsseil. Die Verbindung ist einfach von Hand ohne Montagewerkzeug durch Einlegen des Seils in den gegen Herausrutschen gesicherten Einfädelschlitz herstellbar, sodass es direkt in die Seilführung gleitet, und kann durch einfaches Ausfädeln wieder gelöst werden. Seewasserfeste Schrauben zur Verschraubung jedes Befestigungsblocks am Verankerungsseil und damit mögliche Festigkeits­ schwachstellen im System entfallen. Ein Verklemmen des Seils in der Führung durch zu feste Verschraubungen ist nicht zu befürchten. Eine hohe Gesamtbelastbarkeit der Seilführung ist durch ihre konstruktive Vereinigung mit dem Schutzmantel in einem gemeinsamen Formteil gewährleistet. Durch die besondere Einfachheit der Verbindung der Auftriebskörper mit dem Verankerungsseil ist diese durch wenig Personal besonders schnell herzustellen. Die Auftriebselemente können deshalb direkt Vorort während des Einbringen des Verankerungssystems aufgesteckt werden. Es wird jeweils eine auf das Gewicht eines Messgeräts entsprechend abgestimmte Anzahl von Auftriebskörpern oberhalb des Messgeräts positioniert. Dabei ist die Abstimmung so individuell, dass Gewichtsänderungen sofort und einfach berücksichtigt werden können. Aufwändige Vormontagen oder Veränderungen vormontierter Auftriebselemente entfallen. Die einzelnen Auftriebskörper ohne angebaute sperrige Befestigungselemente oder in vormontierter Modulform sind sehr gut handhab- und verstaubar. Auch eine nachträgliche Anbringung von Auftriebselementen unter Wasser ist möglich. Das die Elemente an jeder beliebigen Stelle aufgesteckt werden können, braucht das Verankerungsseil zu keinem Zeitpunkt in irgendeiner Weise verändert oder demontiert zu werden.

Durch die Anordnung der integrierten Seilführung auf der Außenseite des Formteils, was relativ aufwändige Durchschlitzungen des gesamten Auftriebs­ körpers - beispielsweise bei zylindrischen Auftriebskörpern mit der Seilführung entlang der Mittenachse - vermeidet, kann zudem noch die integrierte Seilführung aus zumindest einem Flansch bestehen, der einen schräg verlaufenden Einfädelschlitz aufweist, bei dem Abschnitte entlang seiner Erstreckung in größtmöglicher achsparalleler Entfernung von der Seilfüh­ rungsachse liegen. Die Anzahl und Anordnung der Flansche ist dabei von der geometrischen Gestalt der Schutzummantelung des jeweiligen Auftriebskörpers abhängig. Bei kugelförmigen Mänteln bietet sich ein einziger Flansch an, bei Auftriebskörpern mit länglicher Erstreckung sind zwei oder mehrere, zueinander beabstandete relativ kurze Flansche oder auch ein langer durchgehender Flansch möglich. Beim Verlauf des jeweiligen Einfädelschlitzes ist es dabei wichtig, dass er so schräg zur Seilführungsachse verläuft, dass das eingeführte Seil nicht wieder herausrutschen kann. Verläuft der Schlitz nur in einer Richtung schräg, müssen daher seine Enden den größtmöglichen Abstand zur Seilführungsachse haben. Verläuft der Schlitz richtungsändernd schräg, das heißt, beispielsweise sinus- oder wendelförmig, muss die Verlaufsamplitude des Schlitzes entsprechend groß sein, um einen großen Abstand von der Seilführungsachse zu erreichen.

Da derartige Schlitze in ihrer Herstellung jedoch relativ aufwändig sind, ist bei der Anordnung nach der Erfindung vorgesehen, dass die integrierte Seilführung aus zumindest einem Flansch besteht, der einen parallel zur Seilführungsachse linear verlaufenden Einfädelschlitz aufweist, der durch eine überschiebbare, der Flanschseite entsprechend geschlitzte Rohrhülse verschließbar ist. Die Herstellung eines solchen Schlitzes ist unkompliziert. Dabei ist es unerheblich, ob die Rohrhülse mehrere kurze oder einen langen Schlitz verschließt und damit verhindert, dass das eingelegte Verankerungsseil unvorhergesehen wieder herausrutscht. Der geometrische Verlauf solcher Schlitze entlang der Seilführungsachse reicht mit letzter Sicherheit jedoch allein nicht zur Sicherung der eingeführten Seils aus. Die Rohrhülse kann am einfachsten entsprechend der Flanschbreite ebenfalls geschlitzt sein, und zwar derart, dass der ungeschlitzte Hülsenteil den Einfädelschlitz verschließt. Das Überschieben - und das Entfernen - kann einfach von Hand erfolgen, sodass die Hülse festsitzt, aber nicht festklemmt. Von Vorteil ist, dass bei nur einem langen Flansch mit Schlitz auch nur eine Hülse erforderlich ist, die aufgrund ihrer Länge sicher geführt ist. Zusätzlich erhöht die Hülse noch die Stabilität des Formteils und insbesondere die der Seilführung.

Einen guten Anschlag erhält man, wenn entsprechend einer Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung die Rohrhülse an ihrem oberen Ende einen Anschlagflansch aufweist, bis zu dem sie auf das Formteil aufschiebbar ist. Die Positionierung der Hülse auf dem Formteil im Bereich der Seilführung ist damit eindeutig. Unter Auftriebskraftwirkung rutschen die Auftriebskörper dann noch stärker an den Anschlag, sodass die Verliersicherheit der Hülse und damit die Sicherung gegen Herausrutschen des Verankerungsseils sicher gegeben ist. Gleichzeitig dient der Anschlagflansch auch als Anschlag für den Auftriebs­ körper an einem, auf dem Verankerungsseil fest angebrachten Stopperblock, ohne dass die Rotationsfreiheit der Auftriebskörper beeinträchtigt ist. Der Stopperblock begrenzt die Verschieblichkeit der Auftriebskörper unter Auf­ triebswirkung und sorgt für eine sichere Übertragung der Auftriebskraft auf das Verankerungsseil zu dessen Straffhaltung im Einsatzfall. Im aufgenommenen Zustand können die Stopperblöcke ein zu großes Verrutschen der einzelnen Auftriebskörper, beispielsweise um sie selbst oder die Messgeräte zu schützen, verhindern. Sie sind bereits aus den Verankerungssystemen mit dem eingangs beschriebenen "Eddygrip" (Nautilus-Prospekt) bekannt und ebenfalls eine Entwicklung des Alfred-Wegener-Instituts.

Wie bereits ausgeführt, dient der Anschlagflansch der Fixierung auf dem Formteil unter Auftriebswirkung. Im aufgenommenen Zustand unterliegen die einzelnen Auftriebskörper jedoch in erster der Schwerkraft. Um dabei ein Herausrutschen der Formteile aus der zwar festsitzenden, aber nicht festklemmenden Rohrhülse zu verhindern, ist günstig, wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Rohrhülse in ihrer Endlage mit einem Sicherungsstift im Bereich ihres unteren Endes am Formteil fixierbar ist. Dieser Sicherungsstift wird zwar nur beim Auslegen und Einholen des Verankerungssystems benötigt, ist aber unter Wasser nicht schädlich. Bei dem Sicherungsstift kann es sich beispielsweise um einen einfachen Splint mit einem gespreizten Ende handeln, der ebenfalls ohne Werkzeuge eingesetzt und durch einfaches Zusammendrücken oder Abkneifen seines gespreizten Endes wieder entfernt werden kann, sodass das Aufstecken und das Abnehmen der Auftriebskörper nicht erschwert wird.

Besonders wichtig für die Stabilität eines Verankerungssystems ist sein Netto- Auftrieb, das heißt, sein echter Auftrieb nach Abrechnung seines Strömungs­ widerstandes. Da man den Auftrieb für ein Verankerungssystem räumlich nicht beliebig groß machen kann wegen des dann entstehenden hohen Strömungswiderstandes, ist es wichtig, die Masse eines Verankerungssystems zu minimieren. Ausschlaggebend ist dabei der bereits genannte Vorteil der Anordnung nach der Erfindung, die mit äußerst wenigen zusätzlichen Verbin­ dungselementen auskommt. Wenn dabei gemäß einer auf einen anderen Aspekt abzielenden Ausgestaltung der Erfindung das Formteil mit der inte­ grierten Seilführung, die Rohrhülse und der Sicherungsstift aus einem auftriebsneutralen Material bestehen, kann man diese Elemente aus der Netto- Auftriebsliste streichen. Für die Berechnung sind sie damit nicht vorhanden, was sich bei einer größeren Anzahl solcher Elemente bei sehr langen Verankerungssystemen als äußerst günstig erweist. Man kann den Auftriebs­ effekt sogar noch verstärken, wenn man Formelement, Rohrhülse und Sicherungsstift aus einem Material mit einer Dichte kleiner 1 herstellt.

Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher Auftriebskörper, die geeignet sind für die Vereinigung von Seilführung und Schutzummantelung in einem gemein­ samen Formteil analog zur Erfindung. Die Auftriebskörper können einen Kugelmantel (US 3.423.777), einen zylindrischen Schutzmantel (US 3.077.614) oder mehrere kleine, zylindrische Schutzmäntel übereinander geschichtet ("Ozeanographische Verankerungssysteme, Fa. Hagenuk, 1975) aufweisen und ihre Seilführung im Innern ihres Schutzmantels entlang ihrer Mittenachse haben. Derartige Auftriebskörper sind zumeist dauerhaft mit einem porösen Schaum mit großem Luftvolumen gefüllt. Eine weitere Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung besteht jedoch darin, dass das Formteil aus zwei gegeneinander legbare, einen Hohlraum umschließenden Halbschalen besteht, die auf ihrer einen Seite im Bereich der Seilführung nur durch die übergeschobene Rohrhülse verbindbar sind. Aus dem Prospekt "Deep sea glass speres" der Firma Benthos Inc. (Data sheet 204, 1979) sind zwar Auftriebskörper bekannt, die aus einer Vakuumglaskugel mit einer Kunststoff­ ummantelung (Hardhat) aus zwei Halbschalen aufgebaut sind. Derartige Hardhats weisen aber keine integrierte Seilführung auf und sind damit keine Formteile im Sinne der Erfindung. Sie benötigen zusätzliche Befestigungs­ elemente - beispielsweise den Eddygrip - zur Montage an das Veran­ kerungsseil.

Bei geteilten Schutzummantelungen ist eine einfache Sichtkontrolle des Inneren, beispielsweise der Glaskugeln, möglich. Dies wird besonders dadurch vereinfacht, dass der Verschluss der Halbschalen auf der Seilführungsseite ausschließlich durch die einfach übergeschobene Rohrhülse gebildet wird, sodass sich alle genannten Vorteil übertragen. Die Rohrhülse sitzt ausreichend fest und ermöglicht trotzdem das Eindringen von Wasser in die Halbschalen zur Vermeidung von Hohlräumen. Zur Sichtkontrolle der Glaskugel ist es möglich, die beiden Halbschalen ein wenig zu öffnen. Da diese auf der der Seilführung gegenüber liegenden Seite verschraubt sein können, kann dies durch geringes Aufbiegen der nachgiebigen Schalen erfolgen. Die feste Seite kann aber auch durch ein einfaches Scharnier gebildet sein, das aus Teilen der Schalen selbst oder aus zusätzlichen Elementen besteht. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn gemäß einer nächsten Erfindungsausgestaltung die Halbschalen auf ihrer der Seilführung gegenüber liegenden Seite zumin­ dest einen Flansch aufweisen, über den zur Fixierung der beiden Halbschalen zueinander ebenfalls eine der Flanschbreite entsprechend geschlitzte Rohrhülse schiebbar ist. Die Zahl der erforderlichen Verbindungsteile wird durch diese Maßnahme weiter verringert. Die Montage wird vereinfacht, es ist auch hier kein Montagewerkzeug erforderlich. Die Halbschalen können zur Sichtkontrolle völlig auseinander genommen werden, was einen Austausch einer Glaskugel besonders einfach und schnell möglich macht.

Weiterhin können gemäß einer nächsten Erfindungsfortführung die Halb­ schalen bei derartigen Ausführungsformen der Erfindung zumindest im Bereich der Seilführung Passungsnuten zur genauen Positionierung zueinander aufweisen. Ein Verrutschen der Halbschalen beim Montieren und ein Aufgehen unter Auftriebswirkung wird durch den zusätzlichen Formschluss sicher verhindert. Eine Passung in Form von Nuten vermeidet zudem zusätzliche Bauteile. Besonders vorteilhaft ist es, wenn entsprechend einer nächsten Ausführungsgestaltung der Erfindung die Halbschalen identische Bauteile sind. Dadurch wird die Herstellung der Halbschalen wesentlich vereinfacht. Da stets identische Teile miteinander verbunden werden, ist eine Vorsortierung nicht erforderlich. Auch die Ersatzteillagerung wird vereinfacht. Dies gilt besonders, wenn die Flansche auf beiden Seiten identisch sind, sodass auch die gleichen Rohrhülsen verwendet werden können. Die Herstellung von identischen Teilen als Massenteile mit niedrigem Fertigungsaufwand bringt auch große Vorteile im ökonomischen Bereich.

Nach einer nächsten Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung besteht das Verankerungssystem nur aus einem einzigen, ungestört durchgängigen Verankerungsseil. Das Bedeutet, dass ale Komponenten nach der "Am-Seil- Methode" mit dem Verankerungsseil verbunden werden. Eingebaute Ketten oder Rahmen sowie vorgefertigte Seilmodule entfallen. Dazu sind alle erforderlichen Teile, auch die Messgeräte, mit einem Formteil nach der Erfindung versehen, das heißt, sie weisen an ihrer Oberfläche eine integrierte Seilführung auf - zumeist wohl in Flanschform an der Außenseite - und können einfach auf das Seil aufgefädelt werden. Eine Sicherung kann wieder durch Überschieben von Rohrhülsen erfolgen. Das Anbringen von flanschförmigen Seilführungen an bereits vorhandene Messgeräte oder andere Elemente im Verankerungssystem ist mit nur geringem Aufwand durchführbar. Ist eine vertikale Fixierung der Messgeräte oder der anderen Elemente erforderlich, kann dies in bekannter Weise durch entsprechende Anbringung von Stopper­ blöcken auf dem Verankerungsseil erfolgen. Die Auslege- und Einholvorgänge werden durch das einfache Aufstecken besonders einfach möglich. Die Anzahl unterschiedlicher Bauelemente wird sehr niedrig. Die Personal-, Material- und Standzeitkosten werden minimiert.

Die folgenden Erläuterungen zu den Darstellungen in den Figuren dienen der weiteren Veranschaulichung der Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen nach der Erfindung. Schematisch und teilweise zur besseren Betrachtungsweise unterschiedlichen Maßstäben dargestellt sind besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Es zeigt dabei im Einzelnen:

Fig. 1 eine Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen nach der Erfindung mit Auftriebkörpern

Fig. 2 das Formteil der Auftriebskörper gemäß Fig. 1 in der Ansicht,

Fig. 3 das Formteil der Auftriebskörper gemäß Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 4 eine Rohrhülse zum Überschieben auf das Formteil gemäß Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. 5 eine Rohrhülse zum Überschieben auf das Formteil gemäß Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 6 eine Ausschnittsvergrößerung des Auftriebskörpers gemäß Fig. 1 im Bereich der Sicherung,

Fig. 7 einen Schnitt durch die Sicherung gemäß Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt des Formteils der Auftriebskörper gemäß Fig. 1 im Bereich der Seilführung,

Fig. 9 eine weitere Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen nach der Erfindung mit Auftriebskörpern und

Fig. 10 eine komplette Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen nach der Erfindung für Tiefsee-Einsatz.

Eine in der Fig. 1 dargestellte Anordnung 1 zur stationären Positionierung von Messgeräten in einer Wasserströmung 2 weist ein Verankerungssystem mit einem Verankerungsseil 3 aus Kunststoff (Handelsname Kevlar) auf, an dessen oberem Ende eine Boje 4 und dessen Fußpunkt über eine Stange 5 ein Grundgewicht 6 befestigt sind. Die Verbindungen erfolgen über Schäkel 7, die jeweils in eine Seilkausch 8 und in einen Ring 9 an der Boje 4 bzw. an dem Grundgewicht 6 eingehakt sind. Zwischen der Boje 4 und dem Grundgewicht 6 ist das Verankerungsseil 3 vertikal straff in der Wasserströmung 2 gespannt. In ihrer Mitte trägt die Stange 5 an einem stabilen Drehlager 10 ein Messgerät 11. Dieses besteht aus einem Gehäuse 12, in dem ein Messinstrument - hier ein Strömungsmesser 13 - angeordnet ist. Durch eine dem Messgerät 11 gegen­ über liegende Richtungsfahne 14 dreht sich das Messgerät 11 in Strömungsrichtung.

Im Bereich des oberen Endes der Verankerungsseils 3 sind drei Auftriebs­ körper 15 aufgesteckt. Diese werden durch die im Wasser wirkende Auftriebskraft in Pfeilrichtung X nach oben gegen einen Stopperblock 16, der kraftschlüssig mit dem Verankerungsseil 3 verbunden ist und die Auftriebskraft überträgt, gedrückt. Die Auftriebskörper 15 weisen jeweils ein Formteil 17 (Material Kunststoff, auftriebsneutral) auf, das in sich einen Schutzmantel 18 und eine Seilführung 19 (in der Figur gestrichelt angedeutet) vereinigt. Die Seilführung 19 befindet sich an der Außenseite 20 des Formteils 17 in einem langen Flansch 21. Das Verankerungsseil 3 ist durch einen linear verlaufenden Einfädelschlitz 22 (in der Figur in der Zeichenebene) in die Seilführung 19 eingelegt worden. Der Einfädelschlitz 22 ist durch Überschieben einer in Flanschbreite geschlitzten Rohrhülse 23 verschlossen und damit gegen ein Herausrutschen des Verankerungsseils 3 aus dem Einfädelschlitz 22 gesichert worden.

Die Fig. 2 zeigt das Formteil 17 des Auftriebskörpers 15 gemäß Fig. 1 als Einzelteil in der Ansicht. Es besteht aus zwei Kunststoffhalbschalen 24 und 25, die gegeneinander gelegt sind (Ebene in der Zeichnungsebene) und einen Hohlraum 26, in den beispielsweise eine Vakuumglaskugel eingebracht werden kann, umschließen. Auf seiner Außenseite 20, entlang einer Seite 27 weist das Formteil 17 den langen Flansch 21 auf, in dem sich die Seilführung 19 in Form einer länglichen Bohrung entlang des gesamten Flansches 21 befindet (in der Figur gestrichelt angedeutet). Auf einer der Seilführung 19 gegenüber liegenden Seite 28 trägt das Formteil 17 an einer oberen und unteren abgeschrägten Kante 29 und 30 jeweils drei Bohrungen 31. Zur kraftschlüssigen Verbindung der beiden Halbschalen 24 und 25 ist es ausreichend, wenn nur die mittleren Bohrungen 31 mit einer Schraub­ verbindung versehen werden, sodass die Halbschalen 24 und 25 etwas aufspreizbar sind, solange sie nicht auf der Seite 27 miteinander verbunden sind, beispielsweise zu Kontrollzwecken. In einem unteren Bereich 32 der Seilführung 19 weist das Formteil 17 noch eine weitere Bohrung 33 zu Sicherheitszwecken auf.

In der Fig. 3 ist das Formteil 17 in einem Schnitt I-I gemäß Fig. 2 dargestellt. Das Formteil 17 ist zweiteilig, seine Halbschalen 24, 25 liegen entlang einer Fügeebene 34 aufeinander. Auf der Außenseite 20 an der Seite 27 mit der Seilführung 19 ist der lange Flansch 21 ebenfalls im Schnitt gezeigt. Er ist aus Materialersparnisgründen gerundet und besteht aus zwei kleinen Halbschalen 35, 36, die in ihrem Innern die Seilführung 19 in Form eines länglichen, runden Hohlraums bilden. Über einen Steg 37 ist der Flansch 21 mit den Halbschalen 24, 25 verbunden. Deutlich zu erkennen ist die Vertiefung der Seilführung 19 über die kleinen Halbschalen 25, 26 und den Steg 37 mit den großen Halbschalen 24, 25 zu dem gemeinsamen Formteil 17. Eine Trennfuge 38, die durch die Zweiteiligkeit des Formteils 17 entsteht, verläuft an einer Außenseite 39 des Flansches 21. Zum Einlegen des Verankerungsseils 3 (nicht dargestellt) in die Seilführung 19 werden die Halbschalen 24, 25 gegenüber ihrer der Seilführung 19 gegenüber liegenden Seite 28 etwas aufgespreizt. Dabei bildet die Trennfuge 38 den linear, parallel zur Seilführung 19 verlaufenden Einfädelschlitz 22. Nach Einführen des Verankerungsseils 3 legen sich die kleinen Halbschalen 35, 26 entlang der Fügeebene 34 wieder aneinander an, sodass schon eine erste Sicherung gegen Herausrutschen gegeben ist, die allerdings im Einsatzfall nicht ausreicht.

Zur zuverlässigen Sicherung des Verankerungsseils 3 in der Seilführung 19 ist bei dem linearen Einfädelschlitz 22 die Rohrhülse 23 erforderlich. Diese ist in der Fig. 4 als Einzelteil in der Draufsicht dargestellt (nicht gezeigte Bezugs­ zeichen sind den vorangehenden Figuren zu entnehmen). Die Rohrhülse 23 (Material RCH 1000, auftriebsneutral) ist zur guten Handhabbarkeit rund und weist einen Überschubschlitz 40 zum Aufschieben auf den Steg 37 des Formteils 17 auf. Ein Innenradius 41 der Rohrhülse 23 ist so bemessen, dass die Rohrhülse 23 in einfacher Passung über den Flansch 21 des Formteils 17 geschoben werden kann. Zum Anschlag gegen das Formteil 17 weist die Rohrhülse 23 einen Anschlagflansch 42 auf, der im in Fig. 5 dargestellten Schnitt II-II gemäß Fig. 4 zu erkennen ist (in Fig. 4 gestrichelt angedeutet). Der Anschlagflansch 42 bildet die obere Begrenzung der Rohrhülse 23, ist ca. 20 mm dick und weist einen Radius 43 auf, der ungefähr dem Seildurchmesser entspricht (Verankerungsseil gestrichelt angedeutet). Die Bemessung einer Länge 44 der Rohrhülse 23 erfolgt nach der Länge des Flansches 21 dergestalt, dass die Rohrhülse 23 die gesamte Flanschlänge überdeckt (in der Fig. 5 unterbrochen dargestellt). Zum Aufschieben der Rohrhülse 23 in der beschriebenen Ausführung wird sie zunächst oberhalb des Formteils 17 auf das Verankerungsseil 3 aufgesteckt und dann mit dem Überschubschlitz 40 über den Flansch 21 und den Steg 37 des Formteils 17 geschoben bis zum Anschlagflansch 42. Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Zur Sicherung der Rohrhülse 23 im aufgeschobenen Zustand unter der Schwerkraftwirkung ist eine Sicherung gemäß der Ausschnittsdarstellung in Fig. 6 erforderlich. Sie befindet sich im unteren Bereich 32 des Formteils 17 und besteht aus der Bohrung 33 (gestrichelt angedeutet), in die ein Sicherungsstift 45 (Material Kunststoff, auftriebsneutral) eingeführt ist. Die Rohrhülse 23 weist eine Ausfräsung 46 auf, in die der Sicherungsstift 45 eingreift und so die Hülse 23 sicher auf dem Formteil 17 fixiert. In der Schnittdarstellung III-III gemäß Fig. 6 in Fig. 7 ist der Sicherungsstift 45 im Querschnitt dargestellt. Er sitzt in der Bohrung 33 und durchdringt beide Halbschalen 24, 25 des Formteils 17. An seinem Ende 46 weist er einen Schlitz 47 und Vorsprünge 28 auf. Die Vorsprünge 48 verklemmen den Sicherungsstift 45 im eingesetzten Zustand. Durch Zusammendrücken der Vorsprünge 48 in den Schlitz 47 kann der Sicherungsstift 45 ohne weitere Werkzeuge wieder entfernt werden. Ein Abkneifen der Vorsprünge 48 zur schnellen Demontage ist auch möglich. Damit die Halbschalen 24, 25 des Formteils 17 beim Überschieben der Rohrhülse 23 (nicht dargestellt) nicht verrutschen, weisen sie im Bereich des Steges 37 an Innenseiten 49, 50 eine trapezförmig verlaufende Passung 51 auf, die ausschnittsweise in Fig. 8 gemäß Schnitt IV-IV in Fig. 3 dargestellt ist. Eine derartige Passung 51 ist in Kunststoff relativ einfach herzustellen, da das gesamte Formteil 17 gegossen wird. Andere Passungsverläufe oder Passarten, wie beispielsweise Stifte, sind natürlich auch möglich.

In Fig. 9 ist eine andere Variante der Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen nach der Erfindung in einer Ansicht von der Seite dargestellt. Ein Formteil 60 weist hierbei zwei Flansche 61, 62 auf, die zueinander beabstandet sind und in Bohrungen 63, 64 die Seilführung 19 tragen. Zum Einführen des Verankerungsseils 3 in die Seilführung 19 sind die Flansche 61, 62 mit schräg verlaufenden Einfädel­ schlitzen 65, 66 versehen. Das Einführen des Verankerungsseils 3 ist gestri­ chelt dargestellt. Eine zusätzliche Sicherung des eingeführten Verankerungs­ seils 3 ist nicht erforderlich, da diese durch die Straffhaltung nicht wieder herausrutschen kann. Bedingung dafür ist allerdings, dass die Enden 67 bis 70 den größtmöglichen Abstand zur Seilführungsachse 71 haben. Bei zu kleinen Flanschen müssen deshalb zusätzliche Sicherungsmaßnahmen ergriffen werden.

Die Fig. 10 zeigt ein komplettes Verankerungssystem 80 in Tiefsee-Einsatz mit einem einzigen, ungestört durchgängigen Verankerungsseil 81. Die Montage eines solchen Verankerungssystems 80 ist besonders einfach, da alle Zwischenglieder zum Einbau von Seilabschnitte, Ketten, Stangen oder Rahmen entfallen. Das einzige Verankerungsseil 81 wird zwischen einer Boje 82, die über eine Leine 83 mit Schwimmern 84 verbunden ist, und einem Grundgewicht gehalten. Zur Straffhaltung dienen Auftriebskörper 86, die Formteile 87 aus zwei Halbschalen 88 aufweisen, die in ihrem Aufbau vollständig symmetrisch und identisch sind. Sowohl am Seil 81 als auch an der dem Seil 81 gegenüber liegenden Seite 89 werden die Halbschalen 88 durch Rohrhülsen 90 miteinander verbunden. Die Auftriebskraftübertragung erfolgt über Stopperblöcke 91. Unterhalb der Auftriebskörper 86 sind Messgeräte 92 ebenfalls mit der "Am-Seil-Methode" mit dem Verankerungsseil 81 verbunden. Sie weisen dazu Seilführungen 93 und Sicherungen 94 nach den bereits beschriebenen Arten auf und sind festgelegt jeweils zwischen zwei Stopperblöcken 91. Ein durch die erläuterten Maßnahmen schnell und einfach möglicher Auf- und Abbau einer kompletten Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen bedeutet eine große Kostenverringerung auf dem Gebiet der Anordnungen zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen, da die Arbeitszeit und Material und damit Standzeit und Staufläche auf kostenintensiven Forschungsschiffen mit ihrer hochspezialisierten Mannschaft und Equipment minimiert werden können.

Bezugszeichenliste

1

Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasserströmungen

2

Wasserströmung

3

Verankerungsseil

4

Boje

5

Stange

6

Grundgewicht

7

Schäkel

8

Seilkausch

9

Ring

10

Drehlager

11

Messgerät

12

Gehäuse

13

Strömungsmesser

14

Richtungsfahne

15

Auftriebskörper

16

Stopperblock

18

Schutzmantel

19

Seilführung

20

Außenseite von

17

21

langer Flansch

22

Einfädelschlitz

23

Rohrhülse

24

eine Kunststoffhalbschale

25

andere Kunststoffhalbschale

26

Hohlraum

27

eine Seite von

17

28

andere Seite von

17

29

obere Kante von

17

30

untere Kante von

17

31

Bohrung

32

unterer Bereich von

19

33

weitere Bohrung

34

Fügeebene

35

eine kleine Halbschale

36

andere kleine Halbschale

37

Steg

38

Trennfuge

39

Außenseite von

21

40

Überschubschlitz

41

Innenradius von

23

42

Anschlagflansch

43

Radius von

42

44

Radius von

23

45

Sicherungsstift

46

Ausfräsung von

23

47

Schlitz von

45

48

Vorsprung von

45

49

Innenseite von

24

50

Innenseite von

25

51

Passung

60

Formteil

61

ein Flansch

62

anderer Flansch

63

Bohrung

64

Bohrung

65

Einfädelschlitz von

61

66

Einfädelschlitz von

62

67

oberes Ende von

65

68

unteres Ende von

65

69

oberes Ende von

66

70

unteres Ende von

66

71

Seilführungsachse

80

Verankerungssystem

81

Verankerungsseil

82

Boje

83

Leine

84

Schwimmer

85

Grundgewicht

86

Auftriebskörper

87

Formteil

88

Halbschale

89

andere Seite von

88

90

Rohrhülse

91

Stopperblock

92

Messgerät

93

Seilführung

94

Sicherung

Claims (9)

1. Anordnung zur stationären Positionierung von Messgeräten in Wasser­ strömungen mit einem die Messgeräte tragenden Verankerungssystem mit Verankerungsseil, das zur Straffhaltung gegenüber einem Fußpunkt schutzum­ mantelte Auftriebskörper aufweist, die über eine Seilführung frei dreh- und verschiebbar mit dem Verankerungsseil verbunden sind, wobei die Seilführung (19, 93) direkt mit dem Schutzmantel (18) für den Auftriebskörper (15, 86) in einem gemeinsamen Formteil (17, 60, 87) vereinigt und auf der Außenseite (20) des Formteils (17, 60, 87) angeordnet sowie mit einem gegen Herausrutschen gesicherten Einfädelschlitz (22, 65, 66) für das Veranke­ rungsseil (3, 81) zum unmittelbaren Aufstecken des Formteils (17, 60, 87) auf das Verankerungsseil (3, 81) an jeder beliebigen Stelle versehen ist und dass die integrierte Seilführung (19, 93) aus zumindest einem Flansch (21) besteht, der einen parallel zur Seilführungsachse linearen Einfädelschlitz (22) aufweist, der durch eine überschiebbare, der Flanschbreite entsprechend geschlitzte Rohrhülse (23, 90) verschließbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrhülse (23, 90) an ihrem oberen Ende einen Anschlagflansch (42) aufweist, bis zu dem sie auf das Formteil (17, 87) aufschiebbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrhülse (23, 90) in ihrer Endlage mit einem Sicherungsstift (45) im Bereich (32) ihres unteren Endes am Formteil (17, 87) fixierbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (17, 87) mit der integrierten Seilführung (19, 93), die Rohrhülse (23, 90) und der Sicherungsstift (45) aus einem auftriebsneutralen Material bestehen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (17, 87) aus zwei gegeneinander legbaren, einen Hohlraum (26) umschließenden Halbschalen (24, 25, 88) besteht, die auf ihrer einen Seite (27) im Bereich der Seilführung (19, 93) nur durch die übergeschobene Rohrhülse (23, 90) miteinander verbunden sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (88) auf ihrer der Seilführung (93) gegenüber liegenden Seite (89) zumindest einen Flansch aufweisen, über den zur Fixierung der beiden Halbschalen (88) zueinander ebenfalls eine der Flanschbreite entsprechend geschlitzte Rohrhülse (90) schiebbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (24, 25, 88) zumindest im Bereich der Seilführung (19, 93) Passungsnuten (51) zur genauen Positionierung zueinander aufweisen.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (88) identische Bauteile sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungssystem (80) nur aus einem einzigen, ungestört durch­ gängigen Verankerungsseil (81) besteht.