NL2020157B1 - Baggerwerktuig - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een baggerwerktuig omvattende een rij van tenminste 3 sleepkoppen, zodanig uitgevoerd dat deze in één richting loodrecht op de sleeprichting van de rij over een waterbodem kunnen worden voortbewogen. De sleepkoppen individueel en/of in een groep van sleepkoppen zijn verend verbonden met een stijve constructie welke stijve constructie is gepositioneerd boven de rij van sleepkoppen. De stijve constructie is verend verbonden met een brug gepositioneerd verticaal boven de stijve constructie. De verticale afstand tussen stijve constructie en brug is instelbaar. De brug is middels meerdere lineaire actuatoren verbonden met de daaronder gepositioneerde stijve constructie zodanig dat in gebruik de lineaire actuatoren een instelbare en verticale aandrukkracht uitoefenen op de sleepkoppen.

Description

Octrooicentrum

Θ 2020157 (21) Aanvraagnummer: 2020157 (22) Aanvraag ingediend: 22 december 2017 @ Int. CL:

E02F 3/92 (2018.01) E02F 5/10 (2018.01) E02F 7/02 (2018.01) E02F 9/06 (2018.01) E02F 5/28 (2018.01) B63C 11/00 (2018.01) E21C 45/00 (2018.01)

(30) Voorrang:	(73) Octrooihouder(s):
23 december 2016 NL 2018070	CARPDREDGING IP B.V. te Papendrecht.
Aanvraag ingeschreven:	(72) Uitvinder(s):
2 juli 2018	Jan Lanser te Papendrecht.
(43) Aanvraag gepubliceerd:
4 juli 2018	(m) Gemachtigde:
	ir. M. Cramwinckel te Steenwijk.
(47) Octrooi verleend:
3 oktober 2018
(45) Octrooischrift uitgegeven:
19 november 2018

Baggerwerktuig © De uitvinding heeft betrekking op een baggerwerktuig omvattende een rij van tenminste 3 sleepkoppen, zodanig uitgevoerd dat deze in één richting loodrecht op de sleeprichting van de rij over een waterbodem kunnen worden voortbewogen. De sleepkoppen individueel en/of in een groep van sleepkoppen zijn verend verbonden met een stijve constructie welke stijve constructie is gepositioneerd boven de rij van sleepkoppen. De stijve constructie is verend verbonden met een brug gepositioneerd verticaal boven de stijve constructie. De verticale afstand tussen stijve constructie en brug is instelbaar. De brug is middels meerdere lineaire actuatoren verbonden met de daaronder gepositioneerde stijve constructie zodanig dat in gebruik de lineaire actuatoren een instelbare en verticale aandrukkracht uitoefenen op de sleepkoppen.

NL Bl 2020157

Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift komt overeen met de oorspronkelijk ingediende stukken.

Baggerwerktuig

De uitvinding heeft betrekking op een baggerwerktuig omvattende een sleepkop.

Een voorbeeld van een baggerwerktuigen welke zijn voorzien van een sleepkop zijn sleephopperzuigers zoals beschreven in WO2013/009172. Deze publicatie beschrijft een sleepkop verbonden met een hielsegment. Sleepkop en hielsegment kunnen over een waterbodem worden gesleept door een drijvend vaartuig. De opgegraven grond door de sleepkop wordt middels een transportbuis naar het drijvend vaartuig getransporteerd. Andere voorbeelden van sleepkoppen worden beschreven in EP1653010.

Een nadeel van de hierboven beschreven baggerwerktuig is dat de capaciteit voor verbetering vatbaar is. Een ander nadeel van de huidige sleephopperzuigers is dat de positionering van de sleepkoppen op de waterbodem slecht en onnauwkeurig is waardoor het lastig is een goed gedefinieerd stuk van de waterbodem af te graven. Voorts wordt de aandrukkracht op de bodem bepaald door het gewicht van de sleepkop en hielsegment. Het is niet mogelijk deze aandrukkracht te vergroten.

US4232903 beschrijft een over de zeebodem beweegbaar frame welke is voorzien van meerdere sleepkoppen. Een nadeel van deze constructie is dat de aandrukkracht van een individuele sleepkop bepaald wordt door het onderwatergewicht van het framewerk.

US2016/0002879 en US4141159 beschrijven een soort sleepkop welke wordt gebruikt voor het winnen van mineralen op de zeebodem. De aandrukkracht van de sleepkop op de zeebodem wordt bepaald door het gewicht van de sleepkop. Omdat de installaties niet baggeren als doel hebben is dit ook niet relevant voor deze installaties.

De huidige uitvinding voorziet in een baggerwerktuig dat een gedetineerd stuk waterbodem kan afgraven en waarbij de aandrukkracht van een individuele sleepkop op de zeebodem instelbaar is. Het volgende baggerwerktuig voorziet hierin.

Baggerwerktuig omvattende een rij van tenminste 3 sleepkoppen, zodanig dat in gebruik het baggerwerktuig wordt verplaatst over de waterbodem in een richting die haaks ligt op de richting van de rij van sleepkoppen, waarbij de sleepkoppen zijn verbonden met een stijve constructie welke stijve constructie is gepositioneerd boven de rij van sleepkoppen en waarbij de sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie zijn verbonden zodanig dat een sleepkop een verticale belasting op de sleepkop onafhankelijk van een andere sleepkop of sleepkoppen kan opvangen, waarbij de stijve constructie verend verbonden is met een brug gepositioneerd verticaal boven de stijve constructie en waarbij de verticale afstand tussen stijve constructie en brug instelbaar is, en waarbij de brug middels meerdere lineaire actuatoren is verbonden met de daaronder gepositioneerde stijve constructie zodanig dat in gebruik de lineaire actuatoren een instelbare en verticale aandrukkracht uitoefenen op de sleepkoppen.

Met het baggerwerktuig volgens de uitvinding is het mogelijk meerdere sleepkoppen tegelijkertijd in te zetten en zo een groter oppervlak van een waterbodem te ontgraven. Voorts kan de aandrukkracht van een sleepkop op de waterbodem worden ingesteld vanuit de brug. Door de brug te fixeren ten opzichte van de zeebodem of vanuit een drijvend vaartuig kan een hogere aandrukkracht worden bereikt dan in de bekende baggerinstallaties. Het baggerwerktuig wordt in gebruik verplaatst over de waterbodem in een richting die haaks ligt op de richting van de rij van sleepkoppen. Doordat de sleepkoppen onafhankelijk van de overige sleepkoppen met de stijve constructie zijn verbonden is het mogelijk de rij van sleepkoppen over een waterbodem te bewegen welke oneffenheden omvat. Bij een oneffenheid kan de sleepkop verticaal omhoog bewegen om de verticale stootbelasting op de individuele sleepkop op te vangen terwijl de overige sleepkoppen de waterbodem blijven volgen. Op deze wijze kunnen meerdere sleepkoppen tegelijkertijd een grond-water mengsel van een oneffen waterbodem afgraven. De sleepkoppen volgens de huidige uitvinding kunnen goed op de waterbodem worden gepositioneerd, waardoor de nauwkeurigheid en daarmee de kwaliteit van het onderwaterwerk beter is dan met de bekende sleephopperzuigers.

In deze beschrijving zullen termen worden gebruikt als horizontaal, verticaal, boven en onder voor het beschrijven van de uitvinding en zijn voorkeursuitvoeringen. Hierbij gaat men uit van de uitvinding in zijn positie bij normaal gebruik. Bijvoorbeeld in het gebruik om een horizontale waterbodem te ontgraven. Met waterbodem wordt verstaan elke oppervlak van een vaste stof welke zich onder water bevindt. Dit kan de zeebodem zijn of een bodem in een zeearm, meer of rivier. Met longitudinaal wordt verstaan de richting waarin de rijen van graafmiddelen over een waterbodem worden verplaatst. Met de term dwars, dwarskracht of dwarsrichting wordt een richting bedoeld die haaks staat op de longitudinale richting en in het horizontale vlak. Met de term afzinkbaar wordt bedoeld dat een afzinkbaar constructie element kan afzinken naar de waterbodem en ook weer kan opstijgen naar het wateroppervlak.

Het baggerwerktuig volgens deze uitvinding kan worden gebruikt om een gedeelte van een waterbodem af te graven, teneinde bijvoorbeeld om de waterdiepte te vergroten en/of om delfstoffen te winnen.

Een rij sleepkoppen omvat bij voorkeur minimaal 3, bij voorkeur minimaal 4 en bij meer voorkeur minimaal 5 sleepkoppen. Het maximum aantal sleepkoppen per rij zal afhangen wat mechanisch nog mogelijk is. Bij voorkeur is dit maximum 50 sleepkoppen per rij en bij meer voorkeur 30 sleepkoppen per rij.

Een sleepkop wordt in gebruik in één richting over de waterbodem voorbewogen. Deze richting wordt ook wel de sleeprichting genoemd. Een rij van sleepkoppen is bij voorkeur uitgevoerd dat deze in één richting loodrecht op de richting van de rij over een waterbodem kunnen worden voortbewogen. In een voorkeusruitvoering is het baggerwerktuig voorzien van een tweede rij van sleepkoppen van tenminste 3 sleepkoppen waarbij de sleepkoppen zijn verbonden met een tweede stijve constructie welke tweede stijve constructie is gepositioneerd boven de tweede rij van sleepkoppen en waarbij de sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie zijn verbonden zodanig dat een sleepkop en/of een groep van sleepkoppen een verticale belasting op de sleepkop en/of op de groep van sleepkoppen onafhankelijk van de overige sleepkoppen en/of groepen van sleepkoppen kan opvangen. Een andere mogelijkheid om grote en/of extreme obstakels van de waterbodem te omzeilen is door de sleepkoppen draaibaar om een as in dwarsrichting en/of om een as in longitudinale richting met de stijve constructie verbinden. Bij voorkeur zijn de draaibare verbindingen voorzien van torsieveren om de sleepkoppen weer in hun oorspronkelijke positie terug te brengen. Bij nog meer voorkeur is het aantal sleepkoppen van de tweede rij gelijk of nagenoeg gelijk aan het aantal sleepkoppen van de eerste rij.

De sleepkoppen kunnen individueel of in een groep van sleepkoppen, bijvoorbeeld een groep bestaande uit twee of drie sleepkoppen, zijn verbonden met de stijve constructie. In dat geval kan een groep van sleepkoppen een verticale belasting op de groep onafhankelijk van de overige groepen van sleepkoppen opvangen. Bij voorkeur zijn sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie verbonden zodanig dat een sleepkop een verticale belasting op de sleepkop onafhankelijk van de overige sleepkoppen kan opvangen.

De sleepkoppen van deze tweede rij kunnen zijn uitgevoerd zodanig dat de sleeprichting van de tweede rij gelijk is aan de sleeprichting van de eerste rij. Dit kan voordelig zijn voor het geval er een sleepkop in een rij minder goed functioneert. De sleepkop in de naburige rij kan dan de waterbodem afgraven welke door de minder goed functionerende sleepkop is gemist. Voorts kan een naburige rij sleepkoppen versprongen staan opgesteld. Met versprongen wordt hier verstaan dat een sleepkop van een rij gepositioneerd is ter hoogte van de ruimte welke aanwezig is tussen de sleepkoppen van een daarnaast gelegen rij. Door het verspringen van de sleepkoppen in een rij ten opzichte van de daarnaast gepositioneerde rij wordt zo efficiënt mogelijk een waterbodem afgegraven. Stukken waterbodem welke zich tussen sleepkoppen bevinden en hierdoor niet efficiënt kunnen worden afgegraven door desbetreffende rij sleepkoppen worden dan door de sleepkoppen van de daarachterliggende rij afgeg raven.

Bij voorkeur is de sleeprichting van de tweede rij tegengesteld aan de sleeprichting van de eerste rij. Een dergelijke tweede rij van sleepkoppen en de daarmee verbonden tweede stijve constructie is bij voorkeur parallel gepositioneerd naast de eerste rij van sleepkoppen en de daarmee verbonden stijve constructie waarbij de sleeprichting van de sleepkoppen van de eerste rij tegengesteld is aan de sleeprichting van de sleepkoppen van de tweede rij. Bij voorkeur kan een rij en de daarmee verbonden stijve constructie zich in verticale richting verplaatsen ten opzichte van de andere rij en de daarmee verbonden stijve constructie. Dit is voordelig als de twee rijen van sleepkoppen heen en weer worden bewogen over een waterbodem waarbij de rij met sleepkoppen met een sleeprichting tegengesteld aan de beweging van de rijen met sleepkoppen verticaal hoger kan worden geplaatst. Op deze manier zal de rij met tegengestelde sleeprichting de beweging van de andere rij over de waterbodem niet hinderen.

De sleepkop kan in principe elke bekende sleepkop zijn voorzien van een aanzuigopening voor grond-water zoals bijvoorbeeld beschreven in WO2014/098600, EP1609916, EP2342385, US4123859, US4150502, GB2128663, NL8501357, US1840606, EP1786982, JP60062567, JP60062567 , GB1383089, US2010299972,

US2011239493 en US2011296720. De sleepkop kan voorzien zijn van waterjets en/of van graaftanden.

Bij voorkeur omvat de sleepkop een vizier welke rond een horizontale as roteerbaar is verbonden met een zuigmondstuk welke op zijn beurt direct of via een of meerdere tussendelen vertikaal verend is verbonden met de vakwerkconstructie en waarbij vizier en zuigmondstuk samen een aanzuigopening voor een grond-water mengsel van de sleepkop vormen.

Bij voorkeur is het vizier en zuigmondstuk direct of via een of meerdere tussendelen verbonden middels een roterende verbinding met de stijve constructie zodanig dat vizier en zuigmondstuk kunnen roteren om een as die zich uitstrekt in de sleeprichting ten opzichte van het vakwerk of de optionele tussendelen. Bij voorkeur is de roterende verbinding voorzien van veren in de tangentiële richting.

De sleepkop is tevens verbonden met een zuigbuis voor het afvoeren van het grond-water mengsel. Deze zuigbuis is middels een fluïdumverbinding verbonden met een zuigpomp en de zuigbuis heeft bij voorkeur een variabele lengte. Een voordeel van de hierboven beschreven voorkeursuitvoering van de sleepkop is dat de belasting welke door de waterbodem op de sleepkop wordt uitgeoefend niet direct wordt doorgegeven op de zuigbuis. De belasting wordt deels opgevangen door de roterende beweging van vizier en zuigmondstuk, de veren in de roterende verbinding en de veren in de verende verbinding tussen de sleepkop en de stijve constructie. Op deze wijze kan een rij van sleepkoppen over een waterbodem met oneffenheden worden verplaatst met een minimale belasting op de individuele sleepkoppen of groepen van sleepkoppen.

De sleepkoppen zijn bij voorkeur demonteerbaar verbonden met de stijve constructie. Op deze wijze kan eenvoudig een minder goed functionerende sleepkop worden vervangen door een beter functionerende sleepkop. Hierbij zal de brug middels hydraulische cilinders omhoog worden geheven.

De uitvinding heeft tevens betrekking op de volgende sleepkop welke voordelig toegepast kan worden in de baggerinstallatie volgens deze uitvinding. De sleepkop omvat een vizier welke rond een horizontale as roteerbaar is verbonden met een zuigmondstuk waarbij vizier en zuigmondstuk samen een aanzuigopening voor een grond-water mengsel van de sleepkop vormen en waarbij het zuigmondstuk via een roterende verbinding is verbonden met een afzuigbuis zodanig dat vizier en zuigmondstuk kunnen roteren om een as die zich uitstrekt in de sleeprichting van de sleepkop en waarbij de roterende verbinding is voorzien van schokabsorberende middelen in de tangentiële richting van de roterende verbinding. Bij voorkeur omvat de roterende verbinding twee gedeeltes waarbij een eerste deel is verbonden met het vizier en zuigmondstuk en een tweede deel is verbonden met de afzuigbuis en waarbij beide delen zijn voorzien van een opening voor doorvoer van het grond/water mengsel welke in gebruik door de sleepkop wordt afgezogen en waarbij het eerste deel een cirkelvormig gedeelte omvat welke voorzien is van uitsparingen en kantelen en het tweede deel een cirkelvormig gedeelte omvat welke voorzien is van uitsparingen en kantelen zodanig dat wanneer het eerste deel en het tweede deel worden samengevoegd tot de roterende verbinding de kantelen van het eerste deel passen in de uitsparingen van het tweede deel en de kantelen van het tweede deel passen in de uitsparingen van het eerste deel en waarbij in deze cirkelvormige ruimte de schokabsorberende middelen aanwezig zijn tussen kantelen van het eerste deel en de kantelen van het tweede deel. De schokabsorberende middelen kunnen bijvoorbeeld rubberen blokken zijn en bij voorkeur veren.

Aan de uiteinden van de eerste en/of tweede rij sleepkoppen is bij voorkeur een vrijstaand ontgravingsmiddel aanwezig. Dit ontgravingsmiddel kan bijvoorbeeld een wiel van een drumcutter zijn welke wordt aangedreven door een motor. Dit ontgravingsmiddel heeft als functie om te voorkomen dat het baggerwerktuig vastloopt in de door het baggerwerktuig zelf gegraven geul. Dit ontgravingsmiddel kan voorzien zijn van een zuigbuis en is bij voorkeur niet voorzien van een zuigbuis.

Om een minder stijl aflopend stabiel talud te creëren aan weerszijde van de geul welke door de baggerwerktuig wordt gegraven is het voordelig om de baggerwerktuig tevens te voorzien van een in de richting van de rij horizontaal uitschuifbaar ontgravingsmiddel. Dit ontgravingsmiddel is boven de rij ontgravingsmiddelen gepositioneerd en bij voorkeur deel uitmakend van de stijve constructie. Het ontgravingsmiddel is bij voorkeur een graafwiel of drumcutter. Als de rijen ontgravingsmiddelen meerdere keren hetzelfde oppervlak waterbodem ontgraven door een heen en weer gaande beweging zal de stijve constructie en ontgravingsmiddelen zich naar beneden verplaatsen in zijn zelf gegraven geul. Door nu bij elke beweging naar beneden de horizontale ontgravingsmiddelen in de richting van de stijve constructie te verplaatsen verkrijgt men een minder stijl aflopend talud.

Eventueel losgemaakte grond welke naar de zelf gegraven geul afzakt kan daar worden afgevoerd door de sleepkoppen van het baggerwerktuig.

De stijve constructie kan een doosconstructie zijn en bij voorkeur een vakwerkconstructie. De bovengenoemde stijve constructie is verend verbonden met een brug, welke brug verticaal is gepositioneerd boven de stijve constructie en waarbij de verticale afstand tussen stijve constructie en brug instelbaar is. Deze brug kan op een vaste verticale positie ten opzichte van de waterbodem worden gepositioneerd zoals hierbeneden nader zal worden beschreven. Door de stijve constructie verticaal naar beneden te verplaatsen ten opzichte van de brug kan een instelbare en verticale aandrukkracht van de sleepkoppen op de waterbodem worden gerealiseerd. Dit is niet mogelijk met de huidige baggerwerktuigen waarbij de sleepkop vanaf een drijvend vaartuig worden voortbewogen zoals beschreven in de eerdergenoemde WO2013/009172 en ook in WO2011/003438. Dit is voordelig omdat nu hardere waterbodem kan worden afgegraven en/of de reactiekrachten van eventuele waterjets beter kunnen worden opgevangen. Tevens kunnen de sleepkoppen naar boven worden verplaatst in het geval één of meerdere sleepkoppen zich heeft vastgezogen aan de waterbodem.

De brug kan een vakwerkconstructie hebben. Indien het brugdeel onderdeel uitmaakt van een afzinkbare baggerwerktuig heeft de brug bij voorkeur een doosconstructie. De doosvormige constructie kan bijvoorbeeld gevuld worden met een gas om het baggerwerktuig te kunnen laten drijven of stijgen vanaf de waterbodem. De brug is bij voorkeur verend en middels meerdere lineaire actuatoren verbonden met de daaronder gepositioneerde stijve constructie zodanig dat in gebruik een instelbare en verticale aandrukkracht kan worden uitgeoefend op de ontgravingsmiddelen. De veerconstante van één of meerdere veren waarmee de sleepkoppen verend zijn verbonden met de stijve constructie is bij voorkeur kleiner is dan de veerconstante van één of meerdere veren waarmee de stijve constructie is verbonden met de brug.

Een dergelijke brug kan deel uit maken van een drijvend vaartuig waarbij de brug verend is verbonden met een drijvend vaartuig middels meerdere veren en lineaire actuatoren welke zich vanuit het drijvend vaartuig naar onderen en naar de brug uitstrekken. Bij voorkeur is de brug verbonden met minstens vier lineaire actuatoren waarbij de uiteinden van deze actuatoren middels een bolscharnier zijn verbonden met het drijvend vaartuig en middels een bolscharnier zijn verbonden aan de brug. In deze verbinding is minstens één veer opgenomen. De verbinding met het drijvend vaartuig is bij voorkeur verplaatsbaar verbonden in de richting van de rij van sleepkoppen om de slingerbeweging van het drijvend vaartuig op te vangen. Bij voorkeur verplaatsbaar verbonden middels een lineaire actuator. Deze actuator kan de actuator die zich uitstrekt naar de brug zo veel mogelijk verticaal houden.

Door het verplaatsen van het drijvend vaartuig in een richting die haaks staat op de rijen van sleepkoppen kan een goed gedefinieerd rechthoekig deel van de waterbodem worden afgegraven. Indien de graafinstallatie is voorzien met de twee rijen van sleepkoppen met tegengestelde sleeprichting zoals hierboven is beschreven kan het drijvend vaartuig heen en weer varen. Hierbij wordt telkens de stijve constructie met de tegengesteld aan de vaarrichting verbonden sleepkoppen verticaal omhoog gepositioneerd en de rij met sleepkoppen met de sleeprichting gelijk aan de vaarrichting op de waterbodem geplaatst. Met varen van het drijvend vaartuig wordt een verplaatsing verstaan welke door schroeven, thrusters en/of ankers kan worden bewerkstelligd. Deze wijze van de waterbodem afgraven kan voordelig zijn in nauwe vaarwateren waar het keren van het gehele vaartuig niet mogelijk zou zijn.

Door de hierboven beschreven verbinding met het drijvend vaartuig maakt het mogelijk dat de aandrukkracht van de ontgravingsmiddelen op de waterbodem redelijk constant en hoog gehouden kan worden in een situatie waarbij het vaartuig beweegt door deining op de golven en/of bij een onregelmatig bodemtalud.

Indien de graafinstallatie in dieper water wordt gebruikt is het voordelig de volgende graafinstallatie te gebruiken. In deze uitvoering kan de beweegbare brug in een horizontale en longitudinale richting bewegen langs twee parallel en in de longitudinale richting gepositioneerde framewerkbalken welke met twee dwarsbalken een framewerk vormen. Het framewerk is bij voorkeur rechthoekig omdat dit de constructie vereenvoudigd.

Een dergelijk framewerk heeft vier hoekpunten. Met hoekpunt wordt elke constructie bedoeld welke geschikt is om verbonden te worden met de framewerkbalken en de dwarsbalken. Bij voorkeur is de constructie ook geschikt om te worden voorzien van ondersteuningsmiddelen en verankeringsmiddelen. De constructie voor de hoekpunten kan bijvoorbeeld een doosvormige constructie of een vakwerkconstructie zijn. Doosvormige constructies zijn voordelig omdat deze eventueel kunnen worden gevuld met water en gas teneinde het framewerk te kunnen laten drijven, afzinken of opstijgen. De hoekpunten van het framewerk zijn dan ook bij voorkeur voorzien van middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren met de grond. Bij voorkeur zijn deze middelen schroef ankers en/of zuig ankers.

De hoekpunten van het framewerk zijn voorts bij voorkeur voorzien van een ondersteuningsmiddel. Dergelijke ondersteuningsmiddelen zijn bij voorkeur een of meer wielen, rupsbanden of een slede. Met deze ondersteuningsmiddelen kan het framewerk verplaatst worden over de waterbodem terwijl het framewerk in afgezonken toestand blijft. De ondersteuningsmiddelen zijn bij voorkeur verbonden met de hoekpunten middels in lengte instelbare lineaire actuatoren. Met deze actuatoren kan het frame in de gewenste positie, bijvoorbeeld horizontaal, worden gepositioneerd ten opzichte van de waterbodem. Dit is voordelig in het geval het baggerwerktuig klaar is met het afgraven van het vlak van de waterbodem welke zich onder de installatie bevindt. Op een eenvoudige wijze kan het baggerwerktuig zich dan verplaatsen naar een vlak van de waterbodem welke nog moet worden afgegraven. Voor het verplaatsen kan het voordelig zijn het baggerwerktuig tevens te voorzien van een of meerdere middelen om het rechthoekig frame horizontaal te verplaatsen. Bij voorkeur kunnen deze middelen zogenaamde thrusters zijn en/of de al eerdergenoemde rupsbanden en/of aangedreven wielen.

De beweegbare brug is bij voorkeur verbonden met de twee dwarsbalken door middel van lierkabels welke lierkabels een horizontale beweging van de beweegbare brug langs de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken mogelijk maken. Door een spanning aan te brengen op de lierkabels is het mogelijk de beweegbare brug te verplaatsen. De op spanning gebrachte lierkabels geven ook het framewerk een goede vormvastheid. Dit is niet alleen voordelig wanneer het framewerk wordt gebruikt tijdens het ontgraven van een waterbodem maar ook tijdens het verticale en horizontale transport van het framewerk met de daarmee verbonden rij of rijen van sleepkoppen van en naar de waterbodem.

Bij voorkeur omvat elk van zijn uiteinden van de beweegbare brug een geleidingskoker. Door de opening van elk van de kokers lopen één van de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken zodat de beweegbare brug zich in de longitudinale richting van de framewerkbalken kan verplaatsen. Bij voorkeur zijn de geleidingskokers aan hun binnenkant voorzien van verende wielstellen en/of verende rollen welke in gebruik de framewerkbalken 6 kinematische graden van vrijheid kunnen geven ten opzichte van de geleidingskoker. Een dergelijke uitvoering is voordelig om te voorkomen dat de beweegbare brug vastloopt wanneer deze zich verplaatst langs de framewerkbalken. De geleidingskokers kunnen aan hun onderzijde voorzien zijn van ondersteuningsmiddelen om doorbuiging van de framewerkbalken te voorkomen. Dergelijke ondersteuningsmiddelen zijn bij voorkeur een of meer wielen, rupsbanden of sleden.

De uiteinden van de framewerkbalken en de uiteinden van de dwarsbalken zijn bij voorkeur verend en met een bolscharnier verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken van het framewerk. Dit resulteert in dat de krachten op de sleepkoppen niet alleen worden opgenomen door de verende wielstellen in het brugdeel, maar ook door de veren tussen de framewerkbalken en de dwarsbalken en hoekpunten. Indien het framewerk is gefixeerd op de waterbodem middels verend met de waterbodem verbonden ankers wordt een zeer vormvast framewerk verkregen met behoud van 6 kinematische vrijheidsgraden. In deze verankerde toestand kunnen de extreme belasting op de sleepkoppen en/of op de beweegbare brug opgevangen worden door het framewerk. De optionele ondersteuningsmiddelen zijn tevens verend verbonden met de hoekpunten om de stootbelasting op te vangen als het framewerk op de waterbodem landt. De combinatie van de veren en bolscharnieren in de verbindingen met de hoekpunten en de verende ondersteuningsmiddelen resulteren in dat het framewerk goed een onregelmatige waterbodem kan volgen als deze over de waterbodem wordt getransporteerd. Ook tijdens het horizontale transport van het framewerk op de waterbodem heeft het framewerk 6 kinematische vrijheidsgraden welke voordelig zijn om de krachten die dan op het framewerk worden uitgeoefend te kunnen opvangen. De vormvastheid van het framewerk tijdens het horizontale transport op de waterbodem wordt gerealiseerd door de voorspanning in de lierkabels aan weerszijden van de brug en door de verende geleidingsmiddelen opgenomen in het brugdeel.

Het hierboven beschreven baggerwerktuig omvattende het framewerk kan verbonden worden met een drijvend vaartuig middels lineaire actuatoren voorzien van bolscharnieren welke de hoekpunten van het frame werk verbinden met het drijvend vaartuig. Het baggerwerktuig omvattende het framewerk kan ook zelfstandig worden toegepast in bijvoorbeeld ondiep water. In ondiep water kan het framewerk worden gefixeerd in de waterbodem door middel van schroefankers en zich vervolgens opkrikken. Hierbij kunnen de dwarsbalken en de framewerkbalken zich boven het wateroppervlak bevinden waarbij de rijen van ontgravingsmiddelen de ondiepe waterbodem ontgraven.

De hierboven beschreven lineaire actuatoren kunnen elektromechanische actuatoren en bij voorkeur hydraulische cilinders zijn.

Het baggerwerktuig omvattende het framewerk zoals hierboven besproken is bij voorkeur afzinkbaar indien de waterdiepte het gebruik van een drijvend vaartuig minder aantrekkelijk maakt en/of wanneer er behoefte is aan een grotere en/of constante aandrukkracht op de ontgravingsmiddelen. Hiertoe omvatten bij voorkeur de framewerk balken, dwarsbalken, de hoekpunten en/of de beweegbare brug compartimenten welke met gas en/of water gevuld kunnen worden teneinde het baggerwerktuig te kunnen laten drijven, te laten afzinken naar een waterbodem of te laten opstijgen vanaf een waterbodem. Bij het afzinken en opstijgen van het framewerk kunnen thrusters voordelig worden gebruikt om het framewerk in de gewenste oriëntatie te houden en om de stabiliteit te verhogen. Het framewerk is bij voorkeur voorzien van voorstuwingsmiddelen zodat het framewerk zich drijvend kan voortbewegen. Deze voortstuwingsmiddelen kunnen de hiervoor reeds genoemde thrusters zijn.

Het baggerwerktuig omvattende het afzinkbaar framewerk kan dus worden ingezet in ondiep water, normale baggerdieptes en zeer grote waterdiepten. Omdat het framewerk kan drijven kan het eenvoudig worden verplaatst. Aanvrager is van mening dat een dergelijke baggerwerktuig nog niet eerder is beschreven en een duidelijke verbetering is ten opzichte van de bestaande installaties.

Het baggerwerktuig zal met behulp van de volgende figuren verder worden beschreven.

Figuur 1 laat een zijgezicht zien van een mogelijke uitvoering van het baggerwerktuig volgens de uitvinding met twee rijen van sleepkoppen (1,2). De sleepkoppen kunnen optioneel voorzien zijn van tanden. De individuele sleepkoppen (1a,2b) van rijen van sleepkoppen (1,2) zijn verbonden met elk een aparte vakwerkconstructie (3a,3b)) middels een verende constructie welke in Figuur 5a en 5b in meer detail wordt getoond. De vakwerkconstructie (3a) is verticaal gepositioneerd boven de eerste rij (1) van sleepkoppen en vakwerkconstructie (3b) is verticaal gepositioneerd boven de tweede rij (2) van sleepkoppen. Aan de vorm van de sleepkoppen (1a) is te zien dat de sleeprichting van de eerste rij (1) van de kijker af is en dat de sleeprichting van de tweede rij (2) van sleepkoppen (2b) tegengesteld en naar de kijker toe is gericht. De sleepkoppen (1a,2b) zijn verbonden met een zuigbuis (4a,4b) voor het afvoeren van de door de sleepkoppen (1a,2b) afgegraven grond/water mengsel. De vakwerkconstructies (3a,3b) zijn individueel en verend verbonden met een doosvormige brug (5). De doosvormige brug (5) is verticaal gepositioneerd boven de vakwerkconstructies (3a,3b) en verbonden middels kolommen (6a, 6b) en hydraulische cilinders (7a, 7b).

De hydraulische cilinders (7a) en de hiermee verbonden kolommen (6a) maken een verticale verplaatsing van de vakwerkconstructie (3a) mogelijk. In Figuur 1 zijn drie sets van cilinders (7a) en kolommen (6a) getoond. Hiertoe zijn de kolommen (6a) aan de onderzijde verbonden met de vakwerkconstructie (3a) en zijn de kolommen (6a) verticaal verplaatsbaar ten opzichte van de doosvormige brug (5) door deze te geleiden via openingen (8a) in de brug (5). De hydraulische cilinders (7a) zijn hierbij gefixeerd aan de brug (5). Het boveneinde van de kolom (6a) is middels een veerconstructie (10a) verbonden met de boveneinden van de hydraulische cilinders (7a). Veerconstructie (10a) is voordelig om eventuele stootvormige belasting op de sleepkoppen op te vangen. Veerconstructie (10a) is in Figuur 1a in detail getoond en omvat een bovenplaat (11a) verbonden aan het boveneinde van kolom (6a) en twee veren (12a) welke verbonden zijn met de boveneinden van hydraulische cilinders (7a). Hydraulische cilinders (7a) zijn aan hun onderzijde verbonden met de doosvormige brug (5). Middels de hydraulische cilinders (7a) kan de eerste rij van sleepkoppen (1) en de daarmee verbonden vakwerkconstructie (3a) verticaal worden verplaatst ten opzichte van de tweede rij van sleepkoppen (2) en de daarmee verbonden vakwerkconstructie (3b). Vakwerkconstructie (3b) is op dezelfde wijze verbonden met brug (5) middels drie sets van cilinders (7b) en kolommen (6b). De slaglengte van de hydraulische cilinders (7a, 7b) wordt zo gekozen dat de gewenste verticale verplaatsing van de eerste rij van sleepkoppen (1) ten opzichte van de brug (5) mogelijk is.

Figuur 1 laat twee zuigbuizen (4a) en twee zuigbuizen (4b) zien. De zuigbuis (4a) vertakt zich zodat elke tak (36) verbonden is met een sleepkop (1a) van de eerste rij van sleepkopen (1) en zuigbuis (4b) vertakt zich zodat elke tak verbonden is met een sleepkop (2b) van de tweede rij van sleepkopen (2). De zuigbuis (4a,4b) is in lengte variabel zodat deze de verticale verplaatsing van de vakwerkconstructies zoals hierboven beschreven kan opvangen en ook de verticale stootbelasting welke door de sleepkoppen aan de zuigbuis wordt doorgegeven. Dit kan door zuigbuizen (4) te voorzien van twee in elkaar schuifbare delen resulterend in dat de zuigbuizen een variërende lengte hebben. De verticale stootbelasting op de sleepkoppen worden in eerste instantie opgevangen door de veren (45 in Figuur 5b) middels de inschuifbare buizen (37) en daarna door de stijvere veren (12a,12b).

De constructie zoals getoond in Figuur 1 heeft als voordeel dat dwarskrachten en buigende momenten, geïnitieerd door de grondreactie krachten op de sleepkoppen (1a,2b) door worden geleid via de vakwerkconstructie (3a,3b) en de hieraan bevestigde verticale kolommen (6a,6b) naar de brug (5) welke hier een doosconstructie heeft. Doordat de buigstijfheid van de kolommen (6a,6b) veel groter is dan de buigstijfheid van de hydraulische cilinderstangen (7a,7b) zullen de dwarskrachten en momenten praktisch geheel worden opgenomen door de kolommen (6a,6b).

Figuur 2 laat de brugconstructie van Figuur 1 zien waarbij de sleeprichting van de twee rijen van sleepkoppen dezelfde is. Figuur 2 laat ook een afzinkbaar en rechthoekig framewerk (15). Framewerk (15) wordt gevormd door twee parallel en in de longitudinale richting gepositioneerde framewerkbalken (16,17) en twee dwarsbalken (18,19). De brug (5) is beweegbaar verbonden aan het framewerk (15) middels een brugdeel (22) welke twee geleidingskokers (20, 21) omvat en een gedeeltelijk afgeschermde ruimte (23) waarin de rijen van sleepkoppen (1) en de vakwerkconstructie verticaal (3) in kunnen bewegen. Het brugdeel (22) is verbonden met de twee dwarsbalken (18,19) door middel van lierkabels (23) welke lierkabels een horizontale beweging van het brugdeel (22) en dus de brug (5) langs de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken (16,17) mogelijk maken. Door geleidingskokers (20,21) lopen daartoe framewerkbalken (16,17) zoals in meer detail beschreven in Figuur 7 en 8. Met vier hydraulische cilinders (5b) kan de brug (5) vertikaal omhoog worden verplaatst ten opzichte van brugdeel (22). Op deze wijze kunnen de graafwielen omhoog worden verplaatst om bijvoorbeeld onderhoud te plegen.

Figuur 2 laat ook zien dat de vier hoekpunten (24-27) van het framewerk (15) zijn voorzien van schroefankers (33a) om het framewerk (15) te kunnen verankeren met de waterbodem. Elk hoekpunt (24,25,26,27) is tevens voorzien van een slede (33) als ondersteuningsmiddel en thrusters (28) welke het framewerk (15) kunnen helpen verplaatsen. Schroefanker (33a) wordt aangedreven door een motor (niet getekend) en is verbonden met framewerk (15) middels een kolom (29). Kolom (29) is aan zijn boven uiteinde verbonden met hydraulische cilinders (30) via een plaat (31). Kolom (29) loopt beweegbaar door een opening (32) in hoekpunt (24). Hydraulische cilinders (30) zijn aan hun onderzijde verbonden aan hoekpunt (24).

Figuur 3 laat het baggerwerktuig van Figuur 2 zien van beneden naar boven bekeken. De nummers verwijzen naar dezelfde onderdelen als in Figuur 2. De twee rijen (1) bestaan uit 9 sleepkoppen per rij. De twee rijen (1) staan naast elkaar opgesteld waarbij de sleepkoppen versprongen staan opgesteld ten opzichte van de sleepkoppen in de andere rij. Met andere woorden de rijen (1) lopen parallel en zijn naast elkaar gepositioneerd. Op deze wijze wordt in gebruik een doorlopend oppervlak van de waterbodem afgegraven in het geval de brug (5) en hiermee verbonden brugdeel (22) door middel van lieren (23) van een positie dichtbij dwarsbalk (18) richting dwarsbalk (19) (of vice versa) wordt verplaatst.

Figuur 4 laat de brug (5) van Figuur 2 zien. De nummers verwijzen naar dezelfde onderdelen als in Figuur 2. Figuur 4 laat aan de bovenzijde van vakwerkconstructie (3) twee horizontaal uitschuifbaar ontgravingsmiddelen (36a) zien die middels hydraulische cilinder (36b) naar buiten en naar binnen kunnen worden verplaatst om zo een vlak aflopend stabiel talud te maken.

Het waterbodem mengsel van water en vaste stof welke via het vertakte zuigleidingnetwerk (36) via de omhullende zuigleiding (4) wordt afgevoerd middels de afzuigbuis (37a) kan direct via een leiding naar het wateroppervlak worden getransporteerd om daar bijvoorbeeld opgevangen te worden in een vaartuig. Het waterbodem mengsel kan ook naar een opslagtank worden getransporteerd welke zich op de waterbodem bevindt. Het aldus opgeslagen waterbodem mengsel kan dan vanuit deze tank of eventueel in deze tank naar het wateroppervlak worden getransporteerd.

Figuur 5a laat zien hoe sleepkop (38) verend is verbonden met vakwerkconstructie (3a) en met de hierin opgenomen afzuigleiding (36). Figuur 5b is een doorsnede AA van Figuur 5a. Omdat elke sleepkop (38) van een rij sleepkoppen verend is verbonden met de gezamenlijke vakwerkconstructie (3a) is het mogelijk dat de sleepkoppen (38) onafhankelijk van elkaar in een verticale richting kunnen bewegen ten opzichte van de vakwerkconstructie (3a). In Figuur 5b is een doorsnede AA van sleepkop (38) getoond.. In afzuigleiding (36) is een zuigbuis leiding deel (37) met een kleinere diameter aanwezig welke zich uitstrekt tot de sleepkop (38). De sleeprichting van sleepkop (38) is weergegeven met pijl (39), tevens een horizontale as.

De sleepkop (38) omvat een vizier (40) welke rond een horizontale as (38a) roteerbaar is verbonden met een zuigmondstuk (42). Het vizier (40) en zuigmondstuk (42) is middels een roterende verbinding (41) met de vakwerkconstructie (3a) verbonden. De roterende verbinding (41) laat een rotatie toe om een as die zich uitstrekt in de sleeprichting (39) ten opzichte van het vakwerk. Voorts is een tussendeel (41a) te zien welke de roterende verbinding (41) verbindt met de vakwerkconstructie (3a). Dit tussendeel (41a) zal de krachten op de sleepkop doorgeven aan de vakwerkconstructie. Zuigbuis (37) is ook verbonden met de roterende verbinding (41), zodanig dat het vizier (40) en zuigmondstuk (42) roteerbaar kunnen bewegen ten opzichte van zuigbuis (37).

Tussendeel (41a) zijn in dit geval vier kolommen welke onder een hoek aan hun boveneinde verbonden zijn met vier kolommen (43), welke zich verticaal naar boven uitstrekken. De kolommen (43) lopen beweegbaar door een buisvormige opening (44) van de vakwerkconstructie (3a). Boven en onder de buisvormige opening (44) is de kolom (43) voorzien van veren (45) ingeklemd tussen flenzen (46). Door het verwijderen van de bovenste flenzen (46) welke zich boven de vakwerkconstructie (3) bevinden kan de sleepkop (38), zuigbuisleiding deel (37), roterende verbinding (41), tussendeel (41a) en kolommen (43) eenvoudig worden gedemonteerd om bijvoorbeeld te worden vervangen door eenzelfde sleepkop of te worden gerepareerd. Zuigbuisleiding deel (37) kan zich verticaal bewegen in de opening van afzuigleiding (36).

Figuur 5a en 5b laat ook hydraulische cilinders (47) zien welke het vizier (40) afhankelijk van de vorm van de waterbodem in een gunstige draai positie ten opzichte van zuigmondstuk (42) kan positioneren.

De roterende verbinding (41) omvat bij voorkeur twee gedeeltes zoals in Figuur 6 is te zien, waarbij één van de delen (50) is verbonden met het vizier (40) en zuigmondstuk (42) en het andere deel (51) is verbonden met tussendeel (41a). Beide delen (50,51) zijn voorzien van een opening (52) voor doorvoer van het grond/water mengsel. Deel (50) omvat een cirkelvormig gedeelte voorzien van uitsparingen (53) en kantelen (55). Deel (51) omvat ook een cirkelvormig gedeelte voorzien van uitsparingen (54) en kantelen (56) zodanig dat wanneer deel (50) en deel (51) worden samengevoegd tot de roterende verbinding (41) de kantelen (55) van deel (50) passen in de uitsparingen (54) van deel (51) en de kantelen (56) van deel (51) passen in de uitsparingen (53) van deel (50). In deze cirkelvormige ruimte zijn tussen kantelen (55) en kantelen (56) schokabsorberende middelen geplaatst in de tangentiële richting voor het opvangen van het torsiemoment. In Figuur 6 zijn dat veren (57) welke de voorkeur hebben.

Figuur 7a laat een geleidingskoker (20) zien van brugdeel (22) waardoorheen framewerkbalk (16) loopt zoals weergegeven in Figuur 2. In de figuur is framewerk balk (16) iets teruggetrokken getekend zodat de binnenzijde van de geleidingskoker (20) te zien is. De binnenkant van de geleidingskoker (20) zijn voorzien van verende wielstellen (60,64) welke een verplaatsing van het brugdeel (22) langs de framewerkbalk (16) in longitudinale richting mogelijk maakt. De wielstellen (60,64) zijn zodanig uitgevoerd dat zij tevens, in gebruik, 6 kinematische vrijheidsgraden van de geleidingskoker (20) in radiale-, tangentiële en rotatie (om de verticale as) richting ten opzichte van de framewerkbalk (16) mogelijk maakt. Een dergelijke bewegingsvrijheid van de geleidingskoker (20) ten opzichte van de framewerk balk (16) is belangrijk en voorkomt klemkrachten wanneer het brugdeel (22) door de lieren (23) langs de framewerk balken wordt verplaatst. De framewerkbalk (16) is opgebouwd uit drie parallel gepositioneerde buizen (61) welke een driehoekige doorsnede vormen en samen een stijf geheel vormen. De buitenkant van deze gecombineerde buizen (61) is voorzien van een vlakke plaat (62) voorzien van een rail (59) waarop de wielstellen (60) kunnen aangrijpen. De drie buizen (61) en de vlakke plaat (62) vormen tezamen een op een driehoek gelijkende doorsnede van de framewerkbalk (16).

Figuur 7b laat een dwarsdoorsnede zien van de framewerkbalk (16) en de geleidingskoker (20), waarin meer in detail de interactie is te zien tussen de evenredig over de omtrek van de framewerkbalk (16) verdeelde en hieraan bevestigde geleidingsbanen/rails (59) en de verende wielstellen (60,64). De vlakke platen waarop de puntlast van de geleidingswielen wordt uitgeoefend kunnen worden verstevigd door de toepassing van radiale plaatelementen (59a) of binnen de holten van de omtrek framewerkbalk (16) en gecombineerde buizen (61) passende en gefixeerde buizen (59b).

Figuur 7c laat een dwarsdoorsnede zien van de framewerkbalk (16) en de geleidingskoker (20). De verende wielstellen zijn nu verende rollen (69a) welke verend zijn opgehangen aan een wielstel zoals in Figuur 8C verder geïllustreerd.

Figuur 8a laat wielstellen (60) van Figuur 7 in meer detail zien. Het wielstel (60) is voorzien van een u-vormige basis plaat (62). Basisplaat (62) wordt aan zijn onderzijde vastgemaakt aan de binnenzijde van geleidingskoker (20) zodanig dat de opstaande uiteinden van de U-vormige basisplaat naar de binnenkant van de geleidingskoker (20 wijzen. Tussen de opstaande uiteinden van de U-vormige basis plaat (62) is een vierwielig stelsel (63) verend ingeklemd door middel van veren (65). Op vierwielig stelsel (63) vormt weer de basis van een wielstel (64) welk wiel (67) haaks op de richting van de wielen van het vierwielig stelsel (63) staat. Het wielstel (64), waarin wiel (67) is opgenomen, is gefixeerd aan de stilstaande assen (66) van het vierwielig stelsel (63) en is door de verticale veren (65a) van het wielstel (64) in staat om een beweging in radiale richting op te nemen. Het wiel (67) van wielstel (64) grijpt aan op de buitenzijde van de framewerk balk (16) gefixeerde geleidingsbanen/rails (59) zoals Figuur 7a laat zien en zorgt in gebruik voor een doorvoer in de x’ richting. Door de verende ophanging van het vierwielig stelsel waarop wielstel (64) is gepositioneerd kan wielstel (64) een kleine verplaatsing maken in een nagenoeg tangentiële richting (y’ richting in Figuur 8) ten opzichte van de binnenkant van de geleidingskoker (20) waarop wielstel (60,64) is gemonteerd.

Figuur 8b laat in detail zien hoe wielstel (64) uit figuur 8a in radiale richting een hoekverdraaiing ψ kan ondergaan waardoor de krachten op de wielen (67) en geledingsbanen/rails (59) van de framewerkbalk (16) sterk worden gereduceerd.

Figuur 8c laat een rol (69a) zien welke verend middels veren (65a) is verbonden met twee wielstellen (60) zoals besproken in Figuur 8a.

Figuur 9 laat op een schematische wijze zien hoe de uiteinden van de framewerkbalken (16,17) en de uiteinden van de dwarsbalken (18,19) verend zijn verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken (24,25,26,27) van het rechthoekig frame (15). De sleden (33) zijn verend (73) verbonden met de hoekpunten (24,25,26,27) zodat wanneer het rechthoekig frame (15) is verankerd in de waterbodem het rechthoekig framewerk (15) een verende geometrie heeft met 6 kinematische vrijheidsgraden. De verende verbinding van de framewerkbalken en de dwarsbalken met de hoekpunten is middels een bolscharnier (70), een koppelstuk (71) en een veer (72). De bolscharnieren (70) laten hierbij gelimiteerde hoekvedraaiingen (φ2, Θ2, ψ2) van de framewerkbalken (16,17) en dwarsbalken (18,19) ten opzichte van de hoekpunten (24,25,26,27) toe. De verplaatsingen van de hoekpunten (24,25,26,27) in het horizontale xy-vlak worden mogelijk gemaakt door de in- of uitdrukking van veerelementen (72) en de hoek verdraaiingen van de bolscharnieren (70). Teneinde de sleden (33) in staat te stellen de contouren van de waterbodem goed te volgen worden aan de sleden kinematische vrijheidsgraden (x, y, z, φ, θ, ψ) toegekend welke bereikt worden middels veer (73), hydraulische cilinder (74), bolscharnieren (70) en de veren (72) van de hoekpunten (24,25,26,27). Vanwege de kinematische vrijheidsgraden (x, y, z φ, θ, ψ) van de sleden (33) worden de sleden in staat gesteld bij horizontale verplaatsingen van het framewerk (15) de contouren van de waterbodem goed te volgen. Bovendien zullen de momenten ter plaatse van de hoekpunten (24,25,26,27) door de flexibilitieit van het framewerk (15) sterk worden gereduceerd. De verplaatsingen (Y7, Z7) en hoekverdraaiingen (φ7, Θ7, ψ7) van het brugdeel (22) worden gerealiseerd door de in figuur 7 weergegeven translerende en roterende verende wielstellen (60,64) en een longitudinale verplaatsing (X7) door toedoen van de lieren (23). Aanvrager heeft gevonden dat wanneer een dergelijk framewerk (15) wordt verankerd in de waterbodem een zeer stijf en vormvast framewerk wordt verkregen welke een ongestoorde verplaatsing van brugdeel (22) langs de framewerkbalken (16,17) mogelijk maakt.

Figuur 10-13 laat een mogelijke uitvoering zien van een brug. Teneinde een grotere verticale verplaatsing van de rijen van sleepkoppen (34,35) te realiseren ten opzichte van het framewerk (15) zijn deze rijen van sleepkoppen (34,35), de vakwerkconstructie (3) en de doosconstructie (5) onderdeel van een telescopische constructie. Figuur 10 laat deze constructie zien waarbij de rijen van sleepkoppen (34,35) geheel omhoog getrokken zijn middels lierkabels (80), hydraulische cilinders (81) en hydraulische cilinders (82) en hydraulische cilinders (7). Lierkabels (80) kunnen de vakwerkconstructie (3) en de daarmee verbonden rijen van ontgravingsmiddelen (34,35) in verticale richting verplaatsen ten opzichte van een brugdeel (84). De lieren (80) zorgen ook voor een rotatiestabiliteit van de vakwerkconstructie (3) om de breedte as van de brug. Brugdeel (84) is een gemodificeerd brugdeel (22) en is ook voorzien van geleidingskokers (niet getoond) om langs de framewerkbalken zich te kunnen verplaatsen. Brugdeel (84) is voorzien van hydraulische cilinders (81) welke een open doosvormige constructie (85) verticaal kunnen laten bewegen. Hiertoe is doosconstructie (5) voorzien van vier opstaande wanden (86) welke voorzien zijn van verende geleidingswielen (87) voor het geleiden van de binnenwand van de open doosconstructie (85). De binnenwanden (88) van de rechthoekige opening in brugdeel (84) zijn tevens voorzien van verende geleidingswielen (89) voor de geleiding van de buitenwand van de open doosconstructie (85). Doos constructie (85) is open aan zijn boven en onder einde.

In Figuur 11 is de half open doosconstructie (85) naar beneden verplaatst door intrekken van hydraulische cilinders (81).

In Figuur 12 is de doosconstructie (5) naar beneden verplaatst door uitstrekken van hydraulische cilinders (82).

In Figuur 13 is de vakwerkconstructie (3) en de daarmee verbonden rijen (34,35) van ontgravingsmiddelen naar beneden verplaats door intrekken van hydraulische cilinders (7).

Een dergelijke brug welke is getoond in Figuren 10-13 kan als verplaatsbaar brugdeel deel uitmaken van een afzinkbaar framewerk (15). De framewerkbalken en de dwarsbalken kunnen met lucht worden gevuld teneinde het framewerk (15) vanaf de waterbodem naar het wateroppervlak te verplaatsen. Eventuele afwijkingen in het gebruik van gas welke de balans zou kunnen verstoren en het framewerk zou doen kantelen kan gecorrigeerd worden door gebruik te maken van de aanwezige thrusters.

Figuur 14a-d laat een baggerwerktuig volgens de uitvinding zien waarbij de brug (5) verend is verbonden met een drijvend vaartuig (90) middels vier aan de bovenzijde van veren voorziene hydraulische cilinders (91) welke zich vanuit het drijvend vaartuig (90) naar onderen naar de brug (5) uitstrekken. In Figuur 14a-b zijn twee rijen van sleepkoppen (1,2) met een gelijke sleeprichting te zien. In Figuur 14c-d zijn twee rijen van sleepkoppen (34,35) met tegengestelde sleeprichting te zien. De brug (5) kan ook een telescopische brug zijn volgens Figuren 10-13. Elk van de vier hydraulische cilinders (91) zijn aan hun bovenzijde middels een bolscharnier (92) en een veer verbonden met het vaartuig (90). Verbonden met het vaartuig (90) is hier middels een met het vaartuig (90) verbonden vakwerk (100). Bolscharnieren (92) kunnen via het vakwerk (100) middels een cilinder (101) parallel met de richting van de rij met ontgravingsmiddelen verplaatsen. Op deze wijze kan de richting van cilinder (91) ten opzichte van brug (5) nagenoeg verticaal gehouden worden wanneer het drijvende vaartuig slingert ten gevolge van golfbewegingen. Cilinders (101) en (91) zullen in lengte worden aangepast in reactie of anticipatie van de beweging van het drijvend vaartuig zodanig dat de ontgravingsmiddelen met een nagenoeg constante verticale kracht op de waterbodem worden gedrukt. De veer aan de bovenzijde van de cilinder (91) heeft bij voorkeur een kleinere veerconstante dan de veerconstante van de hydraulische cilinder. Door deze constructie is er een volledige ontkoppeling tussen de bewegingen van het drijvend vaartuig (90) en brug (5) met behoud van de noodzakelijke verticale aandrukkracht op de sleepkoppen. Het andere uiteinde van de hydraulische cilinders (91) is via bolscharnieren (93) verbonden met de brug (5). Met behulp van cilinders (91) kunnen de brug (5) en de hierin opgenomen hydraulische cilinders (7a,7b), kolommen (6a,6b) en de twee rijen van sleepkoppen (1,2) van de waterbodem (102) worden getild of op de waterbodem worden gedrukt. Met behulp van hydraulische cilinders (7a,7b) kunnen vervolgens een rij (1) met sleepkoppen op de waterbodem (102) worden gepositioneerd terwijl de andere rij (2) op een verhoogde positie blijft. Voorts is ook wateroppervlak (103) getekend. In de figuur is ook vakwerkconstructies (3a,3b), twee rijen (1,2) van sleepkoppen, kolommen (6a,6b) en hydraulische cilinders (7a,7b) te zien welke reeds eerder zijn besproken. Brug (5) is voorzien van vier opstaande wanden (104) welke middels een veelvoud van veren (107,109) en rolopleggingen (105,108) langs de wanden zijn opgesloten in een opening (106) in van het drijvend vaartuig (90) Door deze verende ophanging van brug (5) worden kleine slinger en stampbewegingen van het vaartuig (90) ten gevolge van golfbewegingen opgevangen.

Figuur 15 laat zien hoe een afzinkbaar en rechthoekig framewerk (15) van Figuur 2 is verankerd middels schroefankers (33a) op waterbodem (102) en bijvoorbeeld op een grote waterdiepte onder het wateroppervlak (103). In Figuur 15a wordt het brugdeel (22) middels lieren (23) van rechts naar links verplaatst. Hierbij graven de rijen (1 ) van sleepkoppen een geul (104). In Figuur 15b is het brugdeel (22) is zijn uiterste linker positie waarna de richting wordt omgedraaid en het brugdeel (22) middels lieren (23) naar rechts wordt verplaats. Te zien is hoe rij (2) van sleepkoppen is neergelaten en rij (1) van sleepkoppen omhoog is gepositioneerd als de brug naar rechts beweegt en omgekeerd als deze naar links beweegt. Hierbij wordt een volgende laag van de waterbodem afgegraven en ontstaat een diepere geul (104) zoals weergegeven in Figuur 15c. De arcering in Figuur 15 geeft aan welke compartimenten zijn gevuld met water waarbij de lichte arcering in framewerkbalk (16) aangeeft dat er lucht aanwezig is in de twee bovenste buizen (61) en water in onderste buis (61).

Figuur 16 laat zien hoe het rechthoekig framewerk (15) van Figuur 2 kan worden verbonden met een drijvend vaartuig (110) middels een framewerk (111) en 4 cilinders (112). De vier cilinders zijn verbonden met de hoekpunten (24,25,26,27) en met het framewerk (111) op eenzelfde wijze als weergegeven in figuur 14a en 14b. In de figuur zijn de ankers en ondersteuningsmiddelen weergegeven. Het moge duidelijk zijn dat deze in deze uitvoering geen functie hebben. Echter het is niet ondenkbaar dat het framewerk (15) afwisselend wordt gebruikt in de uitvoering volgens figuur 16 en in de uitvoering volgens figuur 15. Door cilinders (112) los te koppelen bij de hoekpunten (24,25,26,27) kan het framewerk eenvoudig afzinken en onder het drijvend vaartuig (110) vandaan worden gepositioneerd.

Figuur 16 laat ook twee drijvende laadbakken (114) zien waarin de afgegraven grond kan worden verzameld. Middels leidingen (113) wordt de afgegraven grond naar deze bakken getransporteerd. Figuur 16a laat in detail zien dat het boveneinde van cilinder (112) is verbonden met framewerk (111).

Figuur 17b laat zien hoe een sleepkop draaibaar om de as in de dwarsrichting is verbonden met de vakwerkconstructie (3). Hiertoe bestaat de vakwerkconstructie (3) uit een star gedeelte (3a) en een draaibaar gedeelte (3b). Draaibaar gedeelte (3b) is op zijn beurt verbonden met de sleepkop zoals ook weergegeven in Figuur (5a). De draaibare as (141) is voorzien van starre torsieveren (140).

Figuur 17a laat zien hoe een sleepkop cardanisch is verbonden met vakwerkconstructie (3). De sleepkop is nu draaibaar om een as (141) in dwarsrichting en draaibaar om een as (143) in longitudinale richting verbonden met de vakwerkconstructie (3). Assen (141, 143) zijn voorzien van starre torsieveren (140) en (142) respectievelijk zodat de draaibare gedeeltes (3b) en (3c) van de vakwerkconstructie terug worden gebracht naar hun horizontale positie nadat bijvoorbeeld een stootbelasting op het graafwiel (1) heeft plaatsgevonden.

Claims (25)

1. CONCLUSIES

   1. Baggerwerktuig omvattende een rij van tenminste 3 sleepkoppen, zodanig dat in gebruik het baggerwerktuig wordt verplaatst over de waterbodem in een richting die haaks ligt op de richting van de rij van sleepkoppen, waarbij de sleepkoppen zijn verbonden met een stijve constructie welke stijve constructie is gepositioneerd boven de rij van sleepkoppen en waarbij de sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie zijn verbonden zodanig dat een sleepkop een verticale belasting op de sleepkop onafhankelijk van een andere sleepkop of sleepkoppen kan opvangen, waarbij de stijve constructie verend verbonden is met een brug gepositioneerd verticaal boven de stijve constructie en waarbij de verticale afstand tussen stijve constructie en brug instelbaar is, en waarbij de brug middels meerdere lineaire actuatoren is verbonden met de daaronder gepositioneerde stijve constructie zodanig dat in gebruik de lineaire actuatoren een instelbare en verticale aandrukkracht uitoefenen op de sleepkoppen.
2. 2. Een baggerwerktuig volgens conclusie 1, waarbij een tweede rij van sleepkoppen en een daarmee verbonden tweede stijve constructie achter een eerste rij van sleepkoppen en de daarmee verbonden stijve constructie staat opgesteld en waarbij de sleeprichting van de sleepkoppen van de eerste rij tegengesteld is aan de sleeprichting van de sleepkoppen van de tweede rij en waarbij beide rijen en de daarmee verbonden stijve constructie zich in verticale richting verplaatst kunnen worden ten opzichte van de andere rij en de daarmee verbonden stijve constructie.
3. 3. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1-2, waarbij de brug een doosconstructie omvat.
4. 4. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1 -3, waarbij de brug verend is verbonden met een drijvend vaartuig middels meerdere lineaire actuatoren welke zich vanuit het drijvend vaartuig naar onderen naar de brug uitstrekken en waarbij de beiden uiteinden van de lineaire actuator middels een bolscharnier zijn verbonden met het drijvend vaartuig en de brug.
5. 5. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1 -3, waarbij de brug in een longitudinale richting kan bewegen langs twee parallel en in de longitudinale richting gepositioneerde framewerkbalken welke met twee dwarsbalken een framewerk vormen.
6. 6. Een baggerwerktuig volgens conclusie 5, waarbij de beweegbare brug is verbonden met de twee dwarsbalken door middel van lierkabels welke lierkabels een longitudinale beweging van de beweegbare brug langs de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken mogelijk maken.
7. 7. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 5-6, waarbij de beweegbare brug aan elk van zijn uiteinden een geleidingskoker omvat, waarbij door de opening van elk van de kokers een van de twee parallel gepositioneerde framewerkbalken lopen zodat de beweegbare brug zich in de longitudinale richting van de framewerkbalken kan verplaatsen.
8. 8. Een baggerwerktuig volgens conclusie 7, waarbij de geleidingskokers aan zijn binnenkant zijn voorzien van verende wielstellen en/of verende rollen welke in gebruik de framewerkbalken 6 kinematische graden van vrijheid kunnen geven ten opzichte van de geleidingskoker.
9. 9. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 5-8, waarbij de hoekpunten van het framewerk zijn voorzien van middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren met de waterbodem, en/of waarbij de hoekpunten van het rechthoekig frame zijn voorzien van een ondersteuningsmiddel.
10. 10. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 5-9, waarbij het de uiteinden van de framewerkbalken en de uiteinden van de dwarsbalken verend en met een bolscharnier zijn verbonden met een hoekpunt in elk van de vier hoeken van het rechthoekig frame en waarbij de middelen om het rechthoekig frame te kunnen verankeren verend zijn verbonden met de hoekpunten en waarbij de optionele ondersteuningsmiddelen verend zijn verbonden met de hoekpunten zodat wanneer het rechthoekig frame is verankerd met de grond het rechthoekig frame een verende geometrie heeft met 6 kinematische vrijheidsgraden.
11. 11. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 5-10, waarbij deze kan worden afgezonken naar een waterbodem, kan stijgen vanaf een waterbodem naar het wateroppervlak en kan drijven op het wateroppervlak.
12. 12. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 10-11, waarbij het framewerk balken, dwarsbalken, de hoekpunten en/of de beweegbare brug compartimenten omvatten welke met gas en/of water gevuld kunnen worden teneinde het baggerwerktuig te kunnen laten drijven, te laten afzinken naar een waterbodem of te laten opstijgen vanaf een waterbodem.
13. 13. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1 -12, waarbij een rij van sleepkoppen 3 tot met 30 sleepkoppen omvat.
14. 14. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1-13, waarbij de sleepkoppen draaibaar om een as in dwarsrichting en/of om een as in longitudinale richting met de stijve constructie zijn verbonden.
15. 15. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1-14, waarbij de sleepkop omvat een vizier welke rond een horizontale as roteerbaar is verbonden met een zuigmondstuk welke op zijn beurt direct of via een of meerdere tussendelen verend is verbonden met de stijve constructie en waarbij vizier en zuigmondstuk samen een aanzuigopening voor een grond-water mengsel van de sleepkop vormen.
16. 16. Een baggerwerktuig volgens conclusie 15, waarbij het vizier en zuigmondstuk direct of via een of meerdere tussendelen is verbonden middels een roterende verbinding met de stijve constructie zodanig dat vizier en zuigmondstuk kunnen roteren om een as die zich uitstrekt in de sleeprichting ten opzichte van het vakwerk of de optionele tussendelen.
17. 17. Een baggerwerktuig volgens conclusie 16, waarbij de roterende verbinding is voorzien van veren in de tangentiële richting.
18. 18. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1-17, waarbij de sleepkoppen voorzien zijn van een zuigbuis met een variabele lengte welke zuigbuis door middel van een fluïdumverbinding is verbonden met een zuigpomp.
19. 19. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1-18, waarbij de sleepkoppen zijn voorzien van waterjets.
20. 20. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1-19, waarbij de sleepkoppen zijn voorzien van graaftanden.
21. 21. Een baggerwerktuig volgens een der conclusies 1 -20, waarbij de sleepkoppen individueel of in een groep van sleepkoppen zijn verbonden met de stijve constructie.
22. 22. Een baggerwerktuig volgens conclusie 21, waarbij de sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie is verbonden zodanig dat een sleepkop een verticale belasting op de sleepkop onafhankelijk van de overige sleepkoppen kan opvangen of dat een groep van sleepkoppen middels een verende verbinding met de stijve constructie is verbonden zodanig dat een groep van sleepkoppen een verticale belasting op de groep van sleepkoppen onafhankelijk van de overige groepen van sleepkoppen kan opvangen.
23. 23. Sleepkop omvattende een vizier welke rond een horizontale as roteerbaar is verbonden met een zuigmondstuk waarbij vizier en zuigmondstuk samen een aanzuigopening voor een grond-water mengsel van de sleepkop vormen en waarbij het zuigmondstuk via een roterende verbinding is verbonden met een afzuigbuis zodanig dat vizier en zuigmondstuk kunnen roteren om een as die zich uitstrekt in de sleeprichting van de sleepkop en waarbij de roterende verbinding is voorzien van schokabsorberende middelen in de tangentiële richting van de roterende verbinding.
24. 24. Sleepkop volgens conclusie 23, waarbij de roterende verbinding twee gedeeltes omvat waarbij een eerste deel is verbonden met het vizier en zuigmondstuk en een tweede deel is verbonden met de afzuigbuis en waarbij beide delen zijn voorzien van een opening voor doorvoer van het grond/water mengsel welke in gebruik door de sleepkop wordt afgezogen en waarbij het eerste deel een cirkelvormig gedeelte omvat welke voorzien is van uitsparingen en kantelen en het tweede deel een cirkelvormig gedeelte omvat welke voorzien is van uitsparingen en kantelen zodanig dat wanneer het eerste deel en het tweede deel worden samengevoegd tot de roterende verbinding de kantelen van het eerste deel passen in de uitsparingen van het tweede deel en de kantelen van het tweede deel passen in de uitsparingen van het eerste deel en waarbij in deze cirkelvormige ruimte de schokabsorberende middelen aanwezig zijn tussen kantelen van het eerste deel en de kantelen van het tweede deel.
25. 25. Sleepkop volgens een der conclusies 23-24, waarbij de schokabsorberende middelen veren zijn.

    -N O ω

    33a μ

    —4

    05 O>

    n5 o

    3/20