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Die Erfindung betrifft ein integriertes
System für
das Einbringen von Metallrohren von der Wasseroberfläche aus
in marines Sediment am Meeresboden. Das System besteht aus einem
Mechanismus mit Greifern, die das Metallrohr von seinem oberen Ende
her fest halten, was darauf abzielt, das Rohr von der Oberfläche her
zum Grund in einer vertikalen Position aufzustellen. Für das Aufstellen
wird die Winde des Hilfsschiffs verwendet. Die Greifer halten das
Metallrohr über
eine wasserdichte Dichtung am unteren Teil eines flexiblen Wasserschlauchs,
der mit der Spitze des Metallrohrs verbunden ist. Das andere Ende
des flexiblen Schlauchs ist mit einer autonomen Wasserpumpe auf
dem Arbeitsdeck des Hilfsschiffs verbunden. Bei Aktivierung der
Pumpe kommt unter Druck gesetztes Wasser aus dem unteren Ende des Metallrohrs,
wodurch die Sedimentpartikel ausgewaschen werden, so daß allmählich ein
enges Loch erzeugt wird, das das Absenken des Rohrs in die gewünschte Tiefe
ermöglicht.
Die endgültige
Eindringtiefe wird durch Spezialstützen kontrolliert, die am Hauptkörper des
Mechanismus angebracht sind und ein weiteres Eindringen des Metallrohrs
verhindern, wenn sie in Kontakt mit dem Meeresboden kommen. Wenn
das Metallrohr die gewünschte
Tiefe im Sediment erreicht hat, wird die Betätigung der Pumpe unterbrochen
und ein besonderer Rohrfreigabemechanismus an dem Greiferhaltemechanismus
aktiviert. Schließlich
wird der Hauptkörper
des Systems mit den Haltegreifern und den Stützen sowie dem flexiblen Schlauch
zurück
auf das Arbeitsdeck des Schiffes gebracht, um für das Einbringen eines neuen
Rohres wiederverwendet zu werden.
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Die Erfindung zielt darauf ab, Fischgründe und
sensitive marine Lebensräume
vor der illegalen Verwendung von Schleppnetz-Fischfangausrüstungen
(Grund-Trawlfischerei) zu schützen.
Die negativen Auswirkungen der Trawl-Fischereiaktivitäten auf die
Meeresorganismen und die Lebensräume
wurden genau untersucht und wissenschaftlich dokumentiert. Gemäß einer
jüngsten
Entscheidung der Europäischen
Union im Fall der allgemeinen Fischereipolitik (Ratsverordnung Nr.
1626/94 vom 27. Juni 1994) soll die Verwendung von Grundschleppnetzen innerhalb
von drei Seemeilen von der Küste
(oder bis zu 50 m Kontourtiefe) und auch über Seegraswiesen (Posidonia
oceanica-Betten) verboten werden (Art. 3). Leider ist die Durchführung von
effektiven Kontrollen nicht immer möglich, und als Ergebnis werden
in vielen Bereichen Schifte auf See während des Fischens nicht kontrolliert.
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Die Verwendung von illegaler Grund-Trawlfischerei
verursacht eine andauernde und ernsthafte Verschlechterung der wertvollen
natürlichen
marinen Lebensräume
und auch eine zu hohe Ausbeutung der lebenden Vorkommen in der See.
In vielen Mittelmeerländern
werden künstliche
Riffe, in der Literatur auch als Antitrawl-Riffe bekannt, als einfache
mechanische Hindernisse verwendet, um die illegale Trawlfischerei
in geschützten
Meereszonen zu verhindern. Leider scheint es, daß die Verwendung von künstlichen
Riffen, d. h. massiven Strukturen aus Beton, zur Erzeugung von geschützten Meereszonen
eine Reihe von Nachteilen aufweist. Betrachtet man die erwiesene
Vergrößerung und
die ansammelnde Rolle der künstlichen
Riffe in Abwesenheit geeigneter Kontrollmessungen im Fischereibetrieb,
kann ihr Aufstellen den Effekt haben, daß sich die Fischereiaktivität konzentriert
und folglich das Überfischen
verschlimmert wird. Unter anderen Nachteilen sind auch die lange
dauernden bürokratischen
Abläufe
und die hohen Kosten der künstlichen
Riffkonstruktion beinhaltet, einschließlich der möglichen Anforderungen für deren
Entfernen.
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Der dem Anmelder bekannte Stand der Technik
beinhaltet das US-Patent 4,102,147 (JANSZ), das eine tauchfähige Antriebsvorrichtung
für einen
Pfahl beschreibt. Diese Erfindung weist eine Rahmenanordnung auf,
die eine Führungspassage für einen
Pfahl definiert und darauf abzielt, den besagten Pfahl in einer
vertikalen Stellung oder einem vordefinierten kleinen Winkel zur
vertikalen Position zu halten. Die vorliegende Erfindung zeigt jedoch
verschiedene strukturelle und funktionelle Merkmale, die über den
Stand der Technik hinausgehen. Der Hauptrahmen des Systems trägt Greifer,
die das Metallrohr an seinem oberen Teil während des Einbringvorgangs
fest halten. Im Gegensatz hierzu dienen in der Antriebsvorrichtung
für den
Pfahl die äußeren Enden der
Stangen aller Zylinder lediglich als Führungen, wodurch der Pfahl
frei bewegt werden kann, wenn er in den Grund hineingetrieben wird.
Die Antriebsvorrichtung für
den Pfahl startet im Betätigungsmodus lediglich
dann, wenn ihre Fußplatten
in Kontakt mit dem Meeresboden sind, während das Rohreinbringsystem
zu arbeiten aufhört,
wenn es den Meeresboden erreicht. Schließlich ist die Konstruktion
der Antriebsvorrichtung für
den Pfahl ausschließlich
darauf ausgerichtet, eine Hammerbetätigung zum Antreiben des Pfahls
zu unterstützen.
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Das integrierte System für das automatische Einbringen
von Metallrohren in weichen Untergrund kann ein hohes Schutzniveau
für Seegrasbetten
und Zuchtgründe
vor illegaler Trawlfischerei liefern. Das Verfahren kann als kostenwirksame
Alternative zum Aufstellen von künstlichen
Riffen gegen Trawlfischerei in Bereichen verwendet werden, in denen
dringender Handlungsbedarf besteht. Außerdem ist es bei weitem wirtschaftlicher,
reversibel, erlaubt den Schutz von ausgedehnten Bereichert, veranlaßt keine
Ansammlung von Fischen und hat keinen Einfluß auf passive Fischereigeräte, ist
des weiteren einfach aufgebaut und benötigt keine langdauernden Konstruktionsentscheidungen.
Die Metallrohre werden derart eingebracht, daß ihr größerer Teil im Sediment vergraben
ist und nur der obere Teil des Rohrs über den Meeresboden heraussteht.
Die Entfernung zwischen den Metallrohren liegt im Bereich von zehn
bis zu einigen hunderten Metern abhängig von der Oberfläche des
Bereichs, der für
den Schutz ausgewählt wurde.
Wenn eine Fischerei-Schleppnetzausrüstung in
Kontakt mit dem Metallrohr kommt, gibt es zwei Möglichkeiten: entweder wird
die Ausrüstung
gestoppt, oder das Grundseil des Trawls bewegt sich über das
Metallrohr und das Trawlfischereinetz wird folglich ernsthaft beschädigt. Eine
andere Anwendung der Erfindung ist die Verwendung der eingebrachten
Metallrohre als Alternative zu konventionellen Anlegesystemen in
mariner Umgebung und Fischwasserumgebung (z. B. Betonblöcke, Sandsäcke, eingelassene
Anker usw.).
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Für
das automatische Einbringen von Metallrohren wird eine Arbeitsplattform
(z. B. ein Schiff) benötigt,
die mit einer hydraulischen Winde und einem Kran ausgestattet ist.
Der Hauptkörper
des Einbringsystems besteht aus einem Metallrahmen, der ein Paar
von Greifern hält,
die ein Metallrohr (z. B. standardisierte 6 m lange galvanisierte
Eisen- oder Stahlrohre) an seinem oberen Teil fest halten kann,
wobei darauf abgezielt wird, daß es
von der Oberfläche
zum Meeresgrund hin in einer vertikalen Position aufgestellt wird.
Das Kabel der Schiffswinde, das mit dem Metallrahmen des Systems
verbunden ist, und der Kran werden für das Aufstellen des Metallrohrs
verwendet. Die Greifer halten das Metallrohr über eine wasserdichte Dichtung
am unteren Teil eines flexiblen Wasserschlauchs, der mit der Spitze
des Metallrohrs verbunden ist. Das andere Ende des flexiblen Wasserschlauchs
ist mit einer Wasserpumpe verbunden, die auf dem Arbeitsdeck angeordnet
ist. Der Haltemechanismus der Greifer könnte hydraulisch oder einfach
mechanisch (z. B. Rückhaltefedern) oder
von einem gemischten Typ sein. Wenn der untere Teil des Metallrohrs
in Kontakt mit dem Meeresboden kommt, wird die Wasserpumpe aktiviert,
und als Ergebnis dringt unter Druck gesetztes Wasser aus dem unteren
Ende des Metallrohrs aus, wodurch die Sedimentpartikel ausgewaschen
werden und somit allmählich
ein enges Loch im Meeresboden erzeugt wird. Dieses Verfahren erlaubt
die Absenkung des Metallrohres bis zur gewünschten Tiefe, gesteuert durch
spezielle Metallstützen,
die am Hauptmetallrahmen des Systems befestigt sind und ein weiteres
Eindringen des Rohres verhindern, wenn sie in Kontakt mit dem Meeresboden
kommen. Die Befestigung dieser Stützen am Hauptmetallrahmen des Systems
kann gemäß der gewünschten
Eindringtiefe reguliert werden. Als Ergebnis steht der obere Teil des
eingefügten
Rohres eine vorbestimmte Entfernung über den Meeresboden heraus.
Schließlich wird
der Rohrhaltemechanismus (hydraulisch und/oder mechanisch) abgekoppelt
und als Ergebnis kann das System ohne das Rohr zum Schiffsdeck zurückgebracht
werden, um für
ein erneutes Einbringen eines Rohrs wiederverwendet zu werden.
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Um dem Leser ein komplettes Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu liefern, folgt ein Beispiel einer bevorzugten
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen:
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1A zeigt
einen Draufblick auf den Hauptkörper
des Systems mit den zwei Greifern (3 und 4), die
stabil verbunden sind, der erste (3) mit dem Hauptmetallrahmen
des Systems (1) und der zweite (4) mit einer Metallplatte,
die sich frei in zylindrischen Führungen
(5) hinund herbewegen kann, wobei die Führungen stabil mit den Innenseiten
des Hauptmetallrahmens (1) verbunden sind. Ein hydraulischer Kolben
(6), der von einer Ölpumpe
gespeist wird, die auf dem Hilfsschiff angeordnet ist, bewegt, wenn
er aktiviert ist, die Metallplatte (2) und folglich den
Greifer (4), der stabil damit verbunden ist. Beide Greifer halten
den oberen Teil des Metallrohres (7) und gleichzeitig den
unteren Teil eines flexiblen Wasserschlauchs (8) fest,
der einen geringfügig
größeren Durchmesser
aufweist und somit als äußeres Gehäuse den
oberen Teil des Metallrohrs umgibt. Die Bewegung der Metallplatte
(2) in Richtung des Greifers (3) erzeugt die Befestigung
und Abdichtung des Rohrs (7) und des Schlauchs (8)
und drückt
außerdem
die beiden Rückhaltespiralfedern
(9) zusammen. Der Pfeil zeigt die Richtung der Bewegung
des hydraulischen Kolbens (6) an.
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In 1B zeigt
der Pfeil die Löserichtung
der Metallplatte (2) in Richtung der Seite des Rahmens an,
die den hydraulischen Kolben (6) trägt. Dieses Lösen wird
durch die Ausdehnung der beiden Federn (10) verursacht,
wenn der hydraulische Kolben (6) deaktiviert ist. Die dynamische
Energie der beiden Federn bewegt die Metallplatte (2) und
folglich den Greifer (4) nach hinten, wodurch schließlich sowohl das
Metallrohr (7) als auch der flexible Schlauch (8) losgelassen
wird.
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In 2 ist
eine vergrößerte Seitenansicht einer
der beiden Stützen
gezeigt, die stabil an den Außenseiten
des Hauptmetallrahmens des Systems befestigt sind. Sie besteht aus
einer Fußplatte
(11), deren untere Oberfläche mit dem Meeresboden in Kontakt
kommt, einem vertikalen Arm (12), der stabil mit der Fußplatte
verbunden ist, und einem horizontalen Arm (13), der mit
dem vertikalen Arm (12) semi-permanent verbunden ist und
an der anderen Seite mit der Außenseite
des Metallrahmens des Systems (14) stabil verbunden ist.
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In den 3A, 3B und 3C ist eine schematische Darstellung von
drei aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen des Einbringens eines Rohrs
gezeigt. In 3A ist eine
Seitenansicht des Metallrahmens (1) und der zwei Stützen des
Systems (11) sowie auch des Metallrohres (7),
des flexiblen Wasserschlauchs (8) und des Ölversorgungsschlauchs
(16) für
den hydraulischen Kolben des Systems dargestellt. Der Hauptmetallrahmen
wird durch ein Kabel (15) von der Winde des Hilfsschiffs
aufgestellt. Sobald der untere Teil des Metallrohrs mit dem Meeresboden
(17) in Kontakt kommt, wird eine Wasserpumpe, die auf dem Deck
des Hilfsschiffes angeordnet ist, aktiviert, und unter Druck gesetztes
Wasser wird durch den flexiblen Schlauch (8) und das Metallrohr
(7) gepumpt, wodurch das Sediment ausgewaschen wird und
allmählich
ein enges Loch (18) erzeugt wird, das das Absenken des
Metallrohres in den Meeresboden ermöglicht.
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In 3B ist
der größere Teil
des Metallrohres bereits im Meeresboden vergraben, und seine weitere
Aufstellung wird durch die zwei Stützen des Systems verhindert.
Die Versorgung mit unter Druck gesetztem Wasser wird gestoppt, und
das enge Loch beginnt sich wieder mit Sediment zu füllen.
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In 3C ist
die Ölversorgung
durch die hydraulische Pumpe gestoppt worden, was zu einem Lösen des
Systems von dem Rohr führt.
Das Metallrohr (7) bleibt im Meeresboden eingebracht und
das System mit sowohl dem Ölversorgungsschlauch
als auch dem flexiblen Wasserschlauch (nicht gezeigt) wird zurück auf das
Deck befördert,
um für
ein erneutes Einbringen wiederverwendet zu werden.