NO311194B1 - Anordning, spesielt for rydding av landminer, samt anvendelse av anordningen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en modifisert anleggsmaskin for rydding av alle typer landminer og som med enkle modifikasjoner også er egnet for rydding av vegetasjon som busker og kratt i f. eks. minelagte områder.

Oppfinnelsen angår således en anordning, spesielt for rydding av landminer, som angitt i innledningen til patentkrav 1.

Under Den andre verdenskrigen ble det utviklet spesielle anordninger, såkalte flailaggre-gater, til bruk i arbeidet med maskinell minerydding. Et slikt aggregat omfatter tradisjo-nelt en rotor eller aksel som er festet mellom to faste armer anordnet i fronten på en bæremaskin. På rotoren er det festet kjettinger med lodd i enden. Hensikten er at minene skal detonere eller knuses når rotoren roterer og kjettingene med lodd slår mot bakken. Minene kan være alt fra personellminer på fra ca 200g til kjøretøyminer på opp til flere kilo høyeksplosiv (HE) ladning. For å kunne motstå virkningen av eksplosjonene var de første bæremaskinene modifiserte militære stridsvogner. I den senere tid er det tatt i bruk andre typer kjøretøy, eksempelvis traktorer og større anleggsmaskiner, som bæremaskin for flailaggregatet. De tradisjonelle failaggregatene er effektive og praktiske i bruk. Drif-ten av aggregatet krever imidlertid stor motorkraft, spesielt når man ønsker å kjøre rotoren i stor hastighet og arbeide dypt ned i bakken. Dette sammen med at bæremaskinen må utstyres med nødvendig pansring og personalsikring, medfører at de aktuelle maski-nene blir svært kraftige, voluminøse, tunge og lite manøvrerbare.

Som eksempler på kjente anordninger for rydding av miner hvor flailaggregatet er anordnet på et sivilt kjøretøy kan nevnes den danske maskinen "Hydrema" som er utstyrt med to motorer og veier ca 16 tonn. Dagens trolig mest vanlige er "Aardwark J.S.F.TJ. Mk III" som er bygget over en større Ford traktor og veier ca 14 tonn.

Hovedproblemet med de første flailaggregatene var at miner som befant seg i nedsenkede partier i terrenget ikke ble detonert av flailene som var designet til å "feie" i en konstant høyde over et bakkeplan og ikke fulgte terrengets overflatekontur. For å avhjelpe dette problemet ble det på minerydderen "Sherman Crab Mark II" angivelig festet en motvekt på den bakre enden av flailarmen slik at fiailen ble "balansert" over et punkt. På denne måten mente man å kunne holde rotorarmen og kjedene i en konstant høyde over bakke-nivået.

Et annet eksempel på kjent teknikk er vist i US patent 4 765 221 som beskriver en stridsvognlignende minerydder med roterende flailarrangement. Som ytterligere eksempler på tradisjonelle mineryddere, kan det vises til GB patentsøknad 2 126 958 A, WO 93/11402 og US patent 5 007 325 (Aardwark). Aardwark maskinen skal visstnok ha et flailaggregat som "flyter" i den ønskede høyden over terrenget på grunn av flailkjettinge-ne slag mot bakken, slik at det oppnås bedre effektivitet når minene er nedgravd. Verneskjoldet er imidlertid opplagret på hjul for å følge bakkeplanet og læren fra denne publi-kasjonen foreskriver ingen tekniske foranstaltninger som kan bevirke tilsvarende effekt som med minerydderen i følge oppfinnelsen. Maskinen er da også en konvensjonell stor og kraftig traktor eller anleggsmaskin.

Sluttelig kan det nevnes en ytterligere publikasjon, WO 07/46848, som beskriver en så-kalt "miniflail". Denne likner tilsynelatende på oppfinnelsen, men anvendes hovedsakelig som "scrub clearer", dvs at den "børster" bakkeoverflaten for personellminer og liknen-de. Dens konstruktive utforming tilsier at den er uegnet til bruk mot kraftige, eventuelt nedgravde, miner og/eller sprengladninger.

I tidsskriftet Jane's Defence Weekly ble det 21. juli 1999 publisert en artikkel vedrørende et nytt mineryddingssystem, det såkalte "Compact 230 Minecat". Den foreliggende oppfinnelsen bygger på dette systemet. Selv om Minecat-rydderen oppviser en rekke fordeler sammenliknet med de vanlige flailanordningene, har den en del ulemper eller mangler. Bl.a. kan ikke hydraulikksystemet styres slik at flailaggregatet "flyter" over og følger terrenget og derved besørger den nødvendige piskekraften mot bakken slik at miner som befinner seg i søkk, ujevnheter e l. i terrenget detoneres. Dette var da heller ikke mening-en og maskinen fungerer stort sett som en scrub clearer. Den er således ikke i særlig grad egnet til å håndtere større eksplosiver enn såkalte personellminer. På grunn av den lille størrelsen og den lave vekten til Minecat-rydderen var det nødvendig å besørge en utforming og opplagring av verneskjoldet slik at dette på en optimal måte deflekterte effek-ten av kraftigere minedetonasjoner, dvs trykkbølge, splintrer, jord og grus etc. Samtidig måtte det sørges for at kjøretøyet ikke ble utsatt for krefter slik at det ble løftet, veltet eller på annen måte kom ut av arbeidsstillingen. Det har dessuten vist seg behov for en minerydder som også kan anvendes til fjerning av vegetasjon slik som busker og kratt i forkant av ryddingen av landminene.

Manglene og ulempene ved de kjente minerydderne avhjelpes i følge oppfinnelsen med en anordning av den innledningsvis nevnte art som er kjennetegnet ved trekkene i karakte-ristikken til det selvstendige patentkrav 1.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkravene.

Oppfinnelsen angår dessuten en anvendelse av anordningen, som angitt i patentkrav 11.

Minerydderen i henhold til oppfinnelsen veier omlag 6.5 tonn. Den er liten og kompakt, relativt rimelig å produsere og vedlikeholde. Den krever ikke noe spesielt transportsys-tem og egner seg vel til flytransport. Den kan dessuten f.eks. fraktes med et CH-47 Chinhook helikopter. Den egner seg til lastebiltransport og kan f.eks. innlastes i en stan-dard ISO container for skips eller jernbaneforsendelse.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningene der

fig. 1 viser skjematisk en anleggsmaskin av typen Bobcat med førerhuset og lasteskuffe fraskilt maskinen,

fig. 2 viser skjematisk anleggs- eller bæremaskinen med ekstrautstyr for anordning på denne for å tilveiebringe en minerydder i følge oppfinnelsen;

fig. 3 viser skjematisk en første utførelse av anordningen i henhold til oppfinnelsen;

fig. 4 viser skjematisk en andre utførelse av anordningen i henhold til oppfinnelsen;

fig. 5A viser skjematisk detaljer ved flailaggregatet med verneskjoldet oppmon-tert på utførelsen av oppfinnelsen vist på fig. 3, under fremkjøring ved minerydding;

fig. 5B illustrerer skjematisk hvordan minerydderen på fig. 3 oppfører seg under en minedetonasjon;

fig. 6 - 7 viser skjematisk detaljer ved flailaggregatet i utførelsen vist på fig. 4, og fig. 8 viser skjematisk anordningen på fig. 4 ved "pendlende" fremdrift.

Fig. 1 viser en bæremaskin 1, som f.eks. kan være en anleggsmaskin av typen Bobcat, med redskaps- eller verktøyarmer 2 som drives ved hjelp av hydrauliske sylindre 3. Figu-ren viser dessuten en lasteskuffe 5 og et førerhus 4 framontert maskinen 1. Fig. 2 viser skjematisk hvordan bæremaskinen 1 på fig. 1 modifiseres for å tilveiebringe en mineryddemaskin. På tegningen angir henvisningstallet 6 et armert sikkerhetsførerhus. Dette kan være utstyrt air condition anlegg og forøvrig inneholde anordninger og foranstaltninger for fjernstyring av bæremaskinen med tilhørende utstyr. Huset 6 er montert på maskinen 1 ved hjelp av en passende hurtigkopling eller adapter 7 på en slik måte at det uten eksterne hjelpemidler lett kan fjernes fra maskinen. Adapteren 7 kan dessuten anvendes for feste av arbeidsredskap som eksempelvis diverse landbruksutstyr. Det er videre som skissert anordnet stål eller gummibelter og stabiliserende tilleggshjul 8. Henvisningstallet 9 angir en ekstra motor med hydraulisk pumpe samt deksel. Denne motoren er kun beregnet på drive en flailrotor. Anleggsmaskinens vanlig fremdriftsmotor kan derfor beholdes umodifisert. Henvisningstallet 10 angir skjematisk en festeinnretning for flailaggregatet. Figurene 3 og 4 viser minerydderen i henhold til oppfinnelsen med respektive to typer flailaggregat 11. Flailrotoren er antydet med henvisningstallet 12 og er på vanlig måte utstyrt med kjettinger og fortrinnsvis påfestet lodd, slik det fremgår bedre av figurene 6 og 7. Figur 5A viser de viktigste prinsippene for anordningen av flailaggregatet med verneskjold i den første utførelsen av oppfinnelsen. Flailaggregatet 11 omfattende flailrotoren 12 er anordnet mellom to flailarmer 13 ved en første ende av disse. Den andre enden av armene 13 går over i en flailramme 14 som strekker seg i en passende vinkel i forhold til armenes 13 plan. På tegningen er rammeplanet vist tilnærmet perpendikulært på armplanet. Det er videre anordnet bærearmer 16 som ved sin ene ende dreibart opplagrer et dreiepunkt 17 på flailarmene. Dette dreiepunktet 17 kan være anordnet forskyv- eller justerbart ved at det f. eks. er tilveiebrakt på en forskyvbar klammeranordning (ikke vist). Festeinnretningen 10 for fastgjøring av aggregatet 11 til maskinens verktøyarmer 2 er anordnet i den motstående enden av armene 16.1 fronten av flailrammen 14 er det anordnet et verneskjold 15, fortrinnsvis i en vinkelstilling slik at det skråner forover som antydet på eksempelvis fig. 3. Skjoldet 15 kan i dets øvre ende kan være utformet med et passende krumt parti for å bedre skjermvirkningen. Skjoldet 15 er fortrinnsvis opplagret dreibart og holdes forspent av en passende kraft, f. eks. av en dertil anordnet fjær eller fjærer antydet med henvisningstallet 27 på fig. 5A. Ved den nedre delen av verneskjoldet 15 går dette over i et ytterligere skjermparti 21 som kan være utstyrt med et skjørt 22, f. eks. av dertil egnet, fortrinnsvis splintsikkert, gummimateriale. Flailrammen 14 er utstyrt med buffere 18 og 19 for hhv verneskjoldet 15 og selve rammens 14 støt mot et bufferpunkt 20 på festeinnretningen 10. Flailrammesylindre 23 er opplagret ved hjelp av en passende innfesting på verktøyarmene 2 og på flailrammen 14. Disse sylindrene 23 kan styres for å heve eller senke flailaggregatet etter behov.

Virkemåten til flailaggregatet er som følger: Under minerydding er rammesylindrene 23 satt i en hovedsakelig fri flyt posisjon, dvs at det ikke virker noen kraft fra disse på flailrammen 14. På grunn av vekten til aggregatet samt plasseringen av dreiepunktet 17 vil flailrotoren 12 med kjettinger og lodd utøve en nedoverrettet kraft. Motoren 9 besørger ved hjelp av en hydraulisk pumpe med tilhørende ledninger og en passende drivanord-ning, eller et annet hensiktsmessig drivsystem, rotasjon av flailene, dvs rotoren 12 med kjettinger og lodd, slik at slagkraften til flailene mot bakken utbalanserer den nedoverrettede kraften. Når maskinen kjøres over feltet som skal ryddes, vil således aggregatet flyte over bakken og flailene følger alle ujevnheter og søkk i terrenget. En passende rotasjons-hastighet kan være i området 300 - 350 r.p.m., men det sier seg selv at så vel rotasjonshastigheten, flaildimensjonene og posisjoneringen av dreiepunktet 17 bør velges slik at slagkraften mot bakken optimaliseres med tanke på detonering av minene.

For at minerydderen skal virke som tilsiktet er det avgjørende at aggregatets "frie" flyt med riktig slagkraft mot bakken sikres. På grunn av de relativt korte flailarmene 13 kan det forekomme at flailrotoren 12 i enkelte situasjoner kommer i en for høy posisjon i forhold til bakkeplanet under mineryddingen. Dette kan f.eks. skje når ett eller begge drivbeltene i fronten av kjøretøyet ruller mot og over en forhøyning på bakken. Forhøy-ningen kan være naturlig forekommende ujevnheter eller f. eks. skyldes oppsamling av jord/grus e.l. når kjøretøyets fremdrift er stoppet opp mens flailrotoren fremdeles roterer og "moser" bakken. Normalt må da operatøren rygge kjøretøyet og gjenta ryddingen over det området hvor flailen kan ha vært for høyt. For å avhjelpe dette problemet kan det være anordnet avvisere, antydet med henvisningstallet 28 på fig. 5 A, foran beltene. Disse er gitt en hensiktsmessig form, eksempelvis skjær- eller plogformet, og er på hensiktsmessig måte festet til verktøyarmene 2 eller et annet egnet sted slik at de ligger foran beltene i en passende høyde over bakken, og derved besørger den ønskede planering eller bortskyving av opphopninger. Det kan eventuelt også være besørget foranstaltninger for varsling av operatøren, eksempelvis ved litt større hindringer. Som eksempel på hhv høy-de over bakken samt avstand foran beltene, kan nevnes rundt 4-5 cm, men disse størrel-sene kan selvsagt justeres og velges etter hva som anses hensiktsmessig.

Fig. 5B illustrerer en detonasjon. Pilene A angir "kreftene" som frigjøres ved detonasjonen, dvs trykkbølge, splintrer, jord og grus etc. Flailrotoren 12 vil løfte seg oppover idet armene 13 dreies om opplagrings- eller dreiepunktet 17. På grunn av detonasjonseffekten vil flailrammen 14 med bufferne 19 treffe bufferpunktet 20 på flailrammen 14. Vernskjol-det 15 vil mot virkningen av den ovenfor nevnte fjæren eller fjærene 27, eller tilsvarende anordninger, drives slik at det treffer skjoldbufferne 18. Fig. 5A antyder at ved vanlig fremdrift vil armene 13 flyte omtrent horisontalt og vinkelen til verneskjoldets 15 plan

som strekker seg fra dets øvre ende til dets opplagringspunkt på rammen 14, vil i forhold til armplanet være om lag 60°. Siden aggregatet 11 er under fri flyt, vil det under detonasjonen løftes og dreies sammen med verneskjoldet 15 slik at den nevnte vinkelen vil være om lag 120° som antydet på fig. 5B. Skjoldets 15 flærer 27 vil bli presset sammen og

dette sammen med virkningen av bufferne vil dempe sjokkvirkningen. Ved at skjoldet 15 bendes eller presses bakover under opptaket av detonasjonskraften, vil en vesentlig del av denne bli overført til maskinen som en nedoverrettet kraft som antydet med pilen B.

På denne måten oppnås at maskinen i stedet for å bli løftet som følge av detonasjonen inntar en mer stabil posisjon idet den vil bli presset ned og fast til bakken slik at det står støtt og rolig.

Figurene 6-8 viser detaljer ved utførelsen av anordningen på fig. 4. Flailaggregatet 11 er her noe modifisert i forhold til den første utførelsen ved den spesielle anordningen av flailrotoren 12. Verneskjoldet har her en tradisjonell rolle, er utformet som et platelege-me, og er bare antydet med brutte linjer på figurene 6 og 7. Aggregatet 11 er på hensiktsmessig måte opplagret på bæremaskinens verktøyarmer 2. Flailrotoren 12 drives ved hjelp av ekstramotoren 9 med tilhørende hydraulikksystem. Som vist på figurene 6 og 7 er aggregatet 11 utstyrt med flailarmer 13, pendelarm 24, støtdemper 25 og tiltesylinder 26.

Utførelsen er spesielt egnet for fjerning av vegetasjon liksom tett buskas og kratt som ofte befinner seg på minefelter og som kan utgjøre et problem. Flailrotoren 12 er fortrinnsvis utført relativt kort og ha påmontert færre kjettinger en den første utførelsen. Dette gjør utstyret mindre kraftkrevende og rotasjonshastigheten kan økes, f.eks. opp til rundt 2700 r.p.m., hvilket kan være ønskelig ved fjerning av vegetasjon. Slik det fremgår av fig. 4 kan flailaggregatet løftes relativt høyt slik at det er mulig å frese busker og kratt ovenfra og gradvis nedover. I bruk bringes aggregatet 11 ved hjelp av pendelarmen 24 til å pendle eller sveipe over en vinkel på minst 180° som antydet med pilen B på fig. 8. Dette kan skje enten automatisk eller manuelt styrt. Etter en, eller om nødvendig flere sveipebevegelser gis bæremaskinen et kort fremrykk, etterfulgt av ny sveiping, osv, inntil hele feltet er ryddet.

Ved hjelp av en hydraulisk tiltesylinder 26 kan dessuten rotoren 12 tiltes kontinuerlig

inntil fullstendig vertikal posisjon. En slik vertikal posisjon kan ytterligere øke effektivite-ten ved fjerning av busker og kratt. Pendelflailaggregatet 11 kan også låses i en posisjon vinkelrett i forhold til bæremaskinen, hvilket kan være fordelaktig ved flailing langs gjer-der eller husvegger. Høyden på rotoren 12, når denne er i horisontal posisjon, i forhold til bakken bør være konstant. Dette kan sikres ved at en føler er montert på maskinens hydraulikksystem og avføler om rotoren 12 arbeider tungt, dvs dypt, eller lett, dvs høyt. Po-sisjonen kan så reguleres automatisk ved hjelp av dertil egnet elektronisk utstyr.

Etter at et geografisk område er ryddet for miner kan maskinen dersom dette er ønskelig igjen modifiseres tilbake til sivil bruk.

Claims (11)

1. Anordning, spesielt for rydding av landminer, hvor det på en bæremaskin (1) er anordnet et flailaggregat (11) tilkoplet en motor (9) for drift av en flailrotor (12) utstyrt med kjettinger og lodd, hvilket aggregat (11) omfatter to flailarmer (13) som ved en første ende opplagrer flailrotoren (12) og ved en andre ende er utformet som en ramme (14), hvor armene (13) er dreibart opplagret i et dreiepunkt (17), slik at under drift av flailrotoren (12) vil aggregatet (11) holdes i en flytende posisjon i forhold til terrengoverflaten, hvil-ken anordning er utstyrt med et verneskjold (15) mellom flailrotoren (12) og bæremaskinen (1), karakterisert ved at vekten av aggregatet (11) og plasseringen av dreiepunktet (17) er valgt slik at kjettingene og loddenes slag mot bakken gir en oppdrift lik vekten av flailrotoren (12) med flailarmene (13) frem til opplagrings- eller dreiepunktet (17), og verneskjoldet (15) er anordnet på flailaggregatet (11), fortrinnsvis på flailrammen (14) slik at det flyter sammen med denne og således er bendbart bakover når aggregatet (11) heves/dreies som følge av eksempelvis en minedetonasjon, hvilket skjold (15) fortrinnsvis er anordnet i en vinkel slik at det skråner svakt forover, og fortrinnsvis er dreibart opplagret og holdes forspent mot en passende kraft, f. eks. ved hjelp av en eller flere fjærer (27).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at maskinchassiset er påført panserkledning og maskinen (1) er utstyrt med et avtakbart, pansret førerhus (6), og flailarmene (13) i dreiepunktet (17) er koplet til to bærearmer (16) som ved hjelp av en festeinnretning er sammenføyd med maskinens (1) verktøyarmer (2) på en slik måte at flailaggregatet (11) er avtakbart og eventuelt kan erstattes med annet utstyr.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at fjæren eller fjærene (27) er anordnet på flailrammen (14) som dessuten er utstyrt med buffere (18, 19) for ved minedetonasjon å dempe hhv verneskjoldets (15) støt mot rammen (14) og eventuelt rammens (14) støt mot et bufferpunkt (20) på festeinnretningen for bærear-mene (16).

4. Anordning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at skjoldet (15) i dets øvre ende er utformet med et krumt parti og i dets andre ende går over i en nedre del eller skjermparti (21) som fortrinnsvis er utstyrt med et skjørt (22) av et egnet materiale, slik som f.eks. en passende splintsikker gummi.

5. Anordning ifølge et av kravene 1-4, karakterisert v e d at opplagringsarrangementet til flailaggregatet (11) er modifisert på en slik måte at aggregatet (11) er utformet med flailrotoren (12) anordnet på en bæreanordning omfattende en pendelarm (24), fortrinnsvis en støtdemper (25) og tiltesylinder (26) slik at rotoren (12), fortrinnsvis kontinuerlig, kan innstilles i en valgt orientering, og eventuelt fastlåses i denne, i forhold til bakkeplanet.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at pendeJ- .armen (24) er tilveiebrakt på en slik måte at den kan styres, enten automatisk eller manuelt, til å sveipe rotoren (12) over et vinkelområde på minst 180°

7. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert v e d at det er anordnet en følerinnretning for å overvåke belastningen og derved høyden flailrotoren (12), samt passende reguleringsinnretninger for flailarmen slik at rotoren (12) kan holdes i den ønskede høyden over bakken.

8. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at førerhuset (6) er montert i bakkant av bæremaskinen (1) ved hjelp av en hurtigkopling (7) på en slik måte og slikt utstyrt at det uten ekstern hjelp kan avmonteres maskinen (1), og at huset (6) er utstyrt med panserglass og i sitt bunnparti gitt en V-form.

9. Anordning ifølge krav et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at det er tilveiebrakt anordninger slik at maskinen (1) med tilhørende utstyr kan fjernstyres fra det avmonterte førerhuset (6) eller fra et annet egnet sted innen synshold.

10. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at det i fronten av beltene (8) er anordnet avvisere (28) i en passende avstand over bakken og foran beltene, festet til verktøyarmene (2) eller et annet egnet sted, slik at mindre ujevnheter eller opphopninger i bakkeplanet planeres eller bort-skyves ved fremkjøring av maskinen (1); eventuelt også at det er besørget foranstaltninger slik at avviserne (28) kan sørge for varsling av en maskinoperatør.

11. Anvendelse av anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1-10, etter bruk som minerydder, etter avmontering av flailaggregatet (11) fra verktøyarmene (2) og avmontering av flailmotoren (9) og det pansrede førerhuset (6), og eventuell påmontering av det opprinnelige førerhuset (4), som anleggsmaskin, landbruksmaskin, mini hjullaster, truck el.