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Schwimmsaugbagger mit in den Förderkanal eingebauter Förderschraube
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, Nvelches stark versandete, sehr flache
Gewässer nicht nur befahren kann, sondern in derartigen Gewässern eine Fahrrinne
von gleichmäßiger Mindesttiefe schafft. Das Fahrzeug ist außerdem ohne Schlepperhilfe
selbst vorzüglich steuerfähig und sogar befähigt, bei genügender Wassertiefe selbst
zu schleppen oder selbst Güter zu befördern.
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Die bekannten Saugbagger würden für den vorliegenden Zweck wenig geeignet
sein, da sie eine verhältnismäßig geringe Sandmasse pro Stunde ausbaggern und durch
das Baggern sich nicht gleichzeitig selbst vorwärts bewegen. Die Bagger, bei denen
ein umlaufender, propellerartiger Schneidkopf unmittelbar das Baggergut anschneidet
und fördert, können durch große Steine im Grund oder durch sonstige Widerstände
beschädigt werden. Außerdem ist auch 'hier die geförderte Sandmenge nur klein und
meist Schlepperhilfe nötig. Diese Nachteile werden vermiedendurch den nachstehend
beschriebenen Bagger.
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Der Grundgedanke :der Erfindung liegt darin, daß eine Saugöffnung
von der ganzen Breite des Vorschiffes Sand und Wasser einsaugt und dieses Gemisch
durch entsprechende Rohrleitungen möglichst weit vom Fahrzeug wieder ablagert. Dadurch
wird in einem einzigen Arbeitsgang eine Fahrrinne ausgebaggert, die etwas breiter
ist als das
Fahrzeug;- und" ,außerdem wird in der entsprechenden
Entfernung vom Schiff beiderseits durch den geförderten Sand :ein Dammaufgeschüttet.
Während der bekannte Saugbagger eine geringe Fördermenge ziemlich weit über die
-Wasseroberfläche hebt, wird bei vorliegender Erfindung eine große-Sandwassermenge
gefördert, die aber nur so weit über.-die Wasserlinie gehoben wird, wie es erforderlich
ist, um eine genügende Entfernung der abgeworfenen Sandmasse vom Schiffskörper zu
erzielen. Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele erläutert (Abb. r bis 8).
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Die Abb. i zeigt eine Seitenansicht im Längsschnitt, die Abb. 2 eine
Ansicht des Vorschiffes von oben. Die beiden Schrauben ä saugen durch ein nach vorn
düsenartig erweitertes Rohr b das S,and-Wasiser-Gemisoh .an. Diese düsenartige Erweiterung
ist im Bereich der Schrauben natürlich kreisrund. Nach vorn zu wird dieser Querschnitt
größer, breiter und niedriger. Die Gesamtbreite der Einsaugeöffnung wird zweckmäßgerweise
größer gemacht als die Schiffsbreite, damit der ausgebaggerte Kanal breiter als
das Schiff wind: Die Eintrittsöffnung ist in Abb.3 als Seitenansieht im Längsschnitt
dargestellt. Man sieht, däß `die Eintrittsöffnung oben abgerundet ist und unten
in eine Schneide c ausläuft. Diese Schneide soll -den manchmal ziemlich fest lagernden
Sand abheben. Über dieser Schneide soll der Sand durch ein .sanft nach oben gewölbtes
Blech d, das. verzahnt ist, aufgelockert werden. Die nach hinten und oben gerichteten
Zähne des Bleches d werden durch kräftige Rundeisen e behalten, die gleichzeitig
den Düsenboden mit dem oberen Düsenmund gut verbinden. Durch Löcher f im vorderen
Düsenboden wird durch Saugkraft der Schraube d ebenfalls Wasser von unten eingesogen.
Auch durch die von unten kommenden Wasserstrahlen wird eine weitere Auflockerung
und ein Anheben des von der unteren Eintrittsöffnung abgehobenen Sandes bewirkt
-(vgl. auch den in Abb. a dargestellten Schnitt a-b).
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Das durch die Schrauben a in Verbindung mit den Einsaugeäffnungen
geförderte Sand-Wasser-Gemisch könnte natürlich wie bei .den bekannten Fahrzeugen
mit Kort-Bugdüsen-Antrieb schräg nach der Seite und nach 'hinten ausgestoßen werden,
wie in Abb. ä auf der Backbordseite :durch die strichpunktierten Linien g' dargestellt
ist. Diese Ausführung -ist möglich, wenn der Tiefgang des Fahrzeuges kleiner
oder nur wenig größer als die vorhandene Wassertiefe. ist und bei Freifahrt in genügend
tiefem Wasser. Wenn aber die Sandbank bis über die- Wasserlinie hinausragt oder
auch nur, eine- Fahrwasertiefe frei läßt, die etwa halb so . groß ist wie die Tauchtiefe
des Schiffes, so würde der geförderte Sand sich unmittelbar an den Sch
iffsseitenwänden, ablagern und das Schiff hier fesfkleminen. In weiterem ist daher
die Konstruktion beschrieben, die geeignet ist, auch durch wesentlich flacheres
Fahrwasser, als der Tiefgang des Schiffes ist, zu fahren und sogar durch trockene
Sandbänke- einen Kanal zu -baggern. Wie schon vorher beschrieben wurde, wird-der
Querschnitt der Einsaugedüsen b bis zur engsten Stelle, an der etwa .die Schrauben
a arbeiten, verjüngt. Es muß also in dem Einsaugetrichter b etwa in der - Mitte
des Quersdhnittes die höchste Geschwindigkeit herrschen, also wird sich hier hauptsächlich
der geförderte Sand sammeln. Dementsprechend wird unmittelbar hinter der Schraube
a :das Druckrohr g angebracht, welches außer dem Wasser in der Hauptsache den geförderten
Sand enthält. Diese Rohre g werden lang genug gemacht, so däß der Sand, wie in Abb.
5 dargestellt ist, weit genug vom Schiffskörper abgelagert wird damit ein: baldiges
Wiederzuschlämmen des Kanals vermieden wird.
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Die gebaggerte Fahrrinne wird beim einmaligen Befahren der Sandbank
etwas breiter als die Einsaugeöffnung. Wenn diese Fahrrinne noch mehr verbreitert
werden soll, ist es nötig, den von den beiden Sehrauben geförderten Sand nach einer
Schiffsseite zu befördern, da sonst ein Rohr g zu läng werden müßte. Zu diesem Zweck
ist das Ansatzstück des Rohres g, -wie auf Abb. 2 :dargestellt ist, um seine Achse
schwenkbar gemacht, so daß also .das Rohr g nach Belieben entweder nach Backbord
oder nach Steuerbord geschwenkt werden kann. Beim einseitigen Fördern des Baggergutes
wird das Gewicht der- beiden langen mit Sand und Wasser gefüllten Rohre ein starkes
Kippmoment auf -das Fahrzeug ausüben. Zur Erhaltung der richtigen Schwimmlage dient
ein entsprechendes Gegengewicht, das an einem Ausleger das richtige Gegenmoment
erzeugt.
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Die grobe Trennung des geförderten Sandes von dem geförderten Wasser
kann. natürlich auch auf andere Weise-erfolgen, z. B. durch die Zentrifugalkraft.
Es ist nur von gewisser Bedeutung, überhaupt eine Trennung von Wasser und Sand durchzuführen,
damit die Rohre bg nicht zu schwer werden. Außerdem hat diese rohe Trennung d'er
Hauptsandmasse von dem geförderten Gemisch noch einen anderen Zweck: Wenn das Fahrzeug
z. B. eine längere Strecke durchfahren muß, auf der wenig oder gar 'kein Wasser
steht, so muß es sich einen Kanal graben. Die von den Sehrauben a benötigte große
Wassermenge muß also in der Hauptsache von hinten in dem schmälen Kanal an dem Schiff
vorbei nach vorn fließen. Dadurch sinkt am Bug des Schiffes der Wasserspiegel, damit.
wird :der Tiefgang :des Fahrzeuges vergrößert, die erforderliche Baggerleistung
unnötigerweise - noch mehr erhöht, und die Gefahr des Luftsaugers an der oberen
Eintrittsöffnung wird immer größer. Deswegen erscheint es zweckmäßig, einen Teil
des von den Schrauben a geförderten Wassers durch ein entsprechend gekrümmtes Rohr
h sofort wieder umzulenken und von oben den Einsaugeöffnungen zuzuführen. Zusatzwasser
kann auch durch besondere Pumpen nach vorn befördert werden: Wenn der geförderte
Sand nach einer einzigen Schiffsseite ausgeschüttet wird; etwa beim Verbreitern
eines geschaffenen Kanals, so ergibt sich natürlich wegen der Energie :des ausfließenden
Sand-Wasser-Gemisches
ein Rückdruck, auf das Schiff nach der anderen Seite. Damit: das Fahrzeug trotz
dieser Kraft seinen Kurs halten kann, dienen ein oder mehr kräftige Räder i. In
Abb. i ist die Lage eines derartigen Rades i in Seitenansicht, in Abb. 2 im Grundriß
dargestellt. Dieses Rad i ist in einem schweren Rahmen k (vg1. Abb.
6 und 7) gelagert. Dieser Rahmen ist in der senkrechten Richtung verschiebbar gemacht,
damit das Rad i sich jedem Tiefgang anpassen kann. Das Rad i hat außer dem Kurshalten
noch den Zweck, bei besonders schwerer Baggerarbeit einen kräftigen Vortrieb zu
erzeugen. Zu dem Zweck erhält es einen maschinellen Antrieb L (Abb. 6), der mittels
entsprechender Übersetzung .das Rad in langsame Umdrehung versetzt. Am Umfang des
Rades i sind Schaufeln m angeordnet, die bei der Umdrehung einen Widerstand am Boden
finden. Der Antrieb dieses Rades muß natürlich gut zu regulieren sein. Außerdem
muß er bei zu großem Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung sich selbsttätig ausschalten.
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Bei Fahrt in genügender Wassertiefe wird der Rahmen k mit dem
Rad i natürlich hochgezogen, so daß das Rad i nicht unter den Schiffsboden
hinausragt. Für den Fall, daß beim einseitigen Ausschütten des Baggergutes die resultierende
Seitenschubkraft nicht durch das bzw. die Räder i hindurchgeht, muß eine Drehkomponente
für das Fahrzeug übrigbleiben, welche die Kursbeständigkeit verhindert. Deswegen
ist am Heck des verhältnismäßig langen Fahrzeuges eine Schiffsschraube s (Abb. 8)
angeordnet, welche in einer um 36o°' drehbaren Düse angeordnet ist. Auf diese Art
gelingt es, am Heck sehr große Seitenkräfte zu erzeugen, wodurch eine Kursstabilität
unter allen Umständen gewährleistet wird. In der Freifahrt ergibt sich eine sonst
kaum erreichbare gute Manövrierfähigkeit, da am Heck jede beliebige Kraftrichtung
durch die Ruderdüse mit der vollen Maschinenleistung erzielt werden kann, während
durch Änderung der Drehzahl der Sehrauben a auch am Bug Seitenkräfte unmittelbar
erzeugt wer-,den können. Ein solches Fahrzeug ist also ideal manövrierfähig, da
es Bug und Heck, unmittelbar nach jeder Richtung bewegen kann.
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Selbstverständlich muß der Tiefgang des Fahrzeuges entsprechend den
jeweiligen Fahrwasser= v erhältnissen einstellbar gemacht werden können. Außerdem
wird es im allgemeinen wohl immer kopflastig baggern, damit das Fahrzeug sich nie
festsetzen kann. Zur Erfüllung dieses Zweckes sind genügende Trimmtanks vorn und
hinten angeordnet.
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Für den Fall, daß das Fahrzeug durch Sandbänke fährt, die teilweise
kompaktere Erdmassen, Wiesenstück od. dgl., tragen, sind am Bug einige Strahlapparate
in festen Drehzapfen schwenkbar angeordnet. Eine Hochdruckpumpe erzeugt Druckwasser
von sehr hoher Pressung, so daß die austretenden Wasserstrahlen Rasenstücke, kompaktere
Sandmassen od. dgl. zerschneiden bzw. auflockern können.