WO1996023236A2

WO1996023236A2 - Vorrichtung zum aufspüren von im erdreich befindlichen gegenständen, insbesondere explosiver gegenstände

Info

Publication number: WO1996023236A2
Application number: PCT/EP1996/000297
Authority: WO
Inventors: Reinhold Straus
Original assignee: Lobbe Xenex Gmbh & Co
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1996-08-01
Also published as: DE19502455A1; CA2211216A1; AU4664196A; EP0805991A2; US5869967A; DE19502455C2; WO1996023236A3

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Aufspüren von im Erdreich befindlichen Gegenständen beschrieben, die unabhängig von Topographie, Bodenstruktur und Geländezustand bei großer Genauigkeit bezüglich der Lageerkennung der aufzuspürenden Gegenstände ohne Gefährdung des Bedienungspersonals hohe Flächenleistungen ermöglicht. An einer fahrbaren Einrichtung (10) ist mindestens ein um eine vertikale Achse schwenkbarer Ausleger (20) angeordnet, an dessen freiem Ende mehrere Meßsonden (40) zum Überstreichen streifenförmiger Flächenbereiche (2a-d) des zu untersuchenden Geländes nebeneinander angeordnet sind. Den Meßsonden (40) ist am freien Ende des Auslegers (20) mindestens eine Bodenmarkierungseinrichtung (60) zum Kennzeichnen der von den Meßsonden (40) erfaßten Fundstellen zugeordnet. Die Bodenmarkierungseinrichtung (60) umfaßt benachbart zu jeder Meßsonde (40) eine Farbsprüheinrichtung (61) sowie eine Pfahlmarkierungseinrichtung (66).

Description

Vorrichtung .zum Aufspüren von im Erdreich befindlichen Gegenständen, insbesondere explosiver Gegenstände

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspüren von im Erdreich befindlichen Gegenständen, insbesondere explosiver Gegenstände, wie nicht explodierter Minen, Granaten, Munition oder Bomben, mit einer fahrbaren Einrichtung, an der ein mindestens um eine vertikale Achse schwenkbarer Ausleger angeordnet ist, an dessen freien Ende mehrere Meßsonden angeordnet sind.

Ehemalige Militärstandorte weisen im Erdreich oft explosive Gegenstände auf, die aus dem Erdreich entfernt werden müssen, bevor das Gelände einer neuen Nutzung zugeführt werden kann. Da es sich meist um sehr große Flächen handelt, wäre es zu aufwendig, das gesamte Erdreich in den oberen Bodenschichten abzutragen und nach den genannten Gegenständen zu durchsuchen.

Um die Sanierung militärischer Altlasten mit vertretbarem Aufwand durchführen zu können, ist es daher erforderlich, zunächst die noch nicht explodierten Gegenstände aufzuspüren und erst in einem zweiten Schritt nur das Erdreich an den Fundstellen abzutragen und von den explosiven Gegenständen zu säubern. Da großflächige Geländeabschnitte abgesucht werden müssen, sind herkömmliche Detektionseinrichtungen hierfür nicht brauchbar und mit zu großen Gefahren für Leib und Leben des Personals verbunden. Mit bekannten Handsuchgeräten, die von einer Bedienungsperson über den Boden geführt werden, können mit vertretbarem Zeitaufwand nur relativ eng begrenzte Bereiche abgesucht werden. Außerdem ist die Gefährung der Bedienungsperson sehr groß, weil die Person mit dem Metalldetektor über das zu untersuchende Gelände laufen muß und bei Unachtsamkeit unter Umständen die aufgespürten Gegenstände zur Detonation bringen kann.

Weiterhin sind Fahrzeuge bekannt, an deren Vorderseite Metalldetektoren fest angeordnet sind, so daß nur der Bereich vor dem Fahrzeug nach explosiven Gegenständen abgesucht werden kann. Auch bei diesen Fahrzeugen ist die Flächenleistung nicht ausreichend. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß in der Regel nur ebenes Gelände untersucht werden kann, weil die Meßsonden starr am Fahrzeug befestigt sind. Unebenes Gelände führt daher zu erheblichen Meßfehlern bei der Lageerkennung der Gegenstände, was zur Folge hat, daß der Räumtrupp entweder einer erhöhten Gefährdung ausgesetzt ist oder mehr Erdreich abtragen muß als notwendig ist, um die Gegenstände aufzufinden, bzw. daß aufgrund von Verkantungen in Mulden tote Bereiche entstehen, so daß viele explosive Gegenstände überhaupt nicht geortet werden.

Die US 4,021,725 beschreibt ein Minensuchgerät, das an der Vorderseite der fahrbaren Einrichtung einen Ausleger aufweist, an dessen freien Ende eine Detektionseinrichtung angeordnet ist. Der Ausleger ist um eine vertikale und/oder horizontale Achse schwenkbar. Die Detektionseinrichtung besitzt mehrere Sonden, um die Lage magnetischer Dipole und eine Karte mit der Lage dieser aufgefundenen Objekte erstellen zu können. Während der Vorwärtsbewegung führt der Ausleger eine oszillierende Schwenkbewegung aus. Dadurch, daß die Sonden in einer Reihe quer zur Fahrtrichtung angeordnet sind, wird das Gelände nur längs einer Linie abgetastet. Ferner ist das Minensuchgerät nur für ebenes Gelände einsetzbar. Sobald Unebenheiten auftreten, i t die Lageerkennung fehlerhaft oder es werden im Boden befindliche Minen überhaupt nicht erkannt. Die DE 42 27 461 AI beschreibt ein Minenaufklärungs- und Detektorsystem, das ein ferngesteuertes Fahrzeug aufweist, das durch ein Verbindungskabel mit einer Verarbeitungs- und Steuereinheit verbunden ist. Die Sensoreinrichtung ist an der fahrbaren Einrichtung fest installiert, so daß bei unebenem Gelände ebenfalls fehlerhafte Messungen auftreten. Die Markierungseinrichtung befindet sich am hinteren Ende dieses Fahrzeuges mit dem Nachteil, daß nicht exakt die Position der aufgefundenen Objekte markiert werden kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Aufspüren von im Erdreich befindlichen Gegenständen bereitzustellen, die unabhängig von Topographie, Bodenstruktur und Geländezustand bei großer Genauigkeit bezüglich der Lageerkennung der aufzuspürenden Gegenstände und ohne Gefährdung des Bedienungspersonals hohe Flächenleistungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, bei der der Ausleger mindestens zweiteilig aus einem hinteren Ausleger und einem vorderen Ausleger aufgebaut ist, wobei der vordere und der hintere Ausleger in vertikaler Richtung unabhängig voneinander verschwenkbar sind, die Meßsonden zum Überstreichen streifenförmiger Flächenbereiche des zu untersuchenden Geländes nebeneinander angeordnet sind, und bei der den Meßsonden am freien Ende des Auslegers mindestens eine Bodenmarkierungseinrichtung zum Kennzeichnen der von den Meßsonden erfaßten Fundstellen zugeordnet ist. Die mindestens zweiteilige Ausbildung des Auslegers hat den Vorteil, daß die Meßsonden immer im vorgegebenen Abstand über dem Erdboden gehalten werden können, so daß auch unebene Bodenformationen abgefahren werden können. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Um das zu untersuchende Gelände für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzubereiten, ist es lediglich erforderlich, zunächst beispielsweise mit einem ferngesteuerten Granatenfräser Fahrgästen anzulegen. Hierbei werden im Oberflächenbereich befindliche Gegenstände, wie z.B. Granaten, Munition, Bomben oder Minen entfernt oder zur Detonation gebracht, so daß im Bereich der Fahrgasse das erfindungsgemäße Fahrzeug ohne Gefahr bewegt werden kann. Falls sich im Bereich der Fahrgasse noch tieferliegend weiteres explosives Material befinden sollte, ist dies für die Vorrichtung insofern nicht gefährlich, weil es sich bei der fahrbaren Einrichtung vorzugweise um ein Fahrzeug mit geringem Flächendruck handelt bzw. der vor dem Fahrzeug befindliche Boden vor dem Befahren detektiert wird und bei Bedarf geräumt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die fahrbare Einrichtung ein Kettenfahrzeug, bei dem das Gewicht der Gesamtvorrichtung auf eine große Kontaktfläche verteilt wird. Weitere Vorteile eines Kettenfahrzeugs sind die hohe Traktionsfährigkeit, die gute Wendigkeit, hohe Steigfähigkeit und die hohe Standfestigkeit, so daß auch schwierige Geländeformationen abgesucht werden können.

Auf der Fahrgasse wird das Fahrzeug nach vorne bewegt und gemäß einer möglichen Betriebsweise in bestimmten vorgegebenen Abständen angehalten. Mit dem Ausleger werden anschließend bogenförmige Flächenbereiche überstrichen, deren Breite von der Art und der Anzahl der am freien Ende des Auslegers nebeneinander angeordneten Meßsonden abhängt. Gemäß einer anderen möglichen Betriebsweise wird der Ausleger in eine vorgegebene Position verschwenkt und durch kontinuierliches Vorwärtsbewegen der fahrbaren Einrichtung können bahnenförmige Flächenbereiche parallel zur Fahrgasse detektiert werden.

Der Ausleger kann entweder am Fahrgestell des Fahrzeugs oder an einem die Meßraumkabine umgebenden Rahmen angeordnet angeordnet sein. In der Meßraumkabine sind die Auswerteinstrumente der Meßsondensignale und das Bedienungspersonal untergebracht. Vorzugsweise sind auch Einrichtungen zur übergeordneten Steuerung der fahrbaren Einrichtung in der Meßraumkabine untergebracht, so daß der Orter in Gefahrensituationen, die der Fahrer nicht erkennt, das Kommando über das Fahrzeug übernehmen kann.

Vorzugsweise basieren die Meßsonden auf dem Prinzip der magnetischen Ortung, so daß entsprechende Meßkurven von dem untersuchten Erdreich erstellt werden können. Wenn eine zu einer Meßsonde gehörende Meßkurve einen Ausschlag zeigt, wird zur exakten Lokalisierung der Ausleger über der Fundstelle hin- und herbewegt. Danach wird in dieser Position der Ausleger angehalten und die Fundstelle markiert. Die hierzu vorgesehene Bodenmarkierungseinrichtung umfaßt eine Pfahlmarkierungseinrichtung, die vorzugsweise mit Pfählen aus nicht magnetischem Material bestückt ist.

An der georteten Fundstelle wird einer der Pfahle zur Grobmarkierung in das Erdreich eingebracht. Damit die Pfähle von weitem sichtbar sind, sind sie vorzugsweise mit einer Leuchtfarbe versehen. Je nach BodenbeschafTenheit können unterschiedlich gestaltete Pfähle zum Einsatz kommen. Für harte Böden ist eine gehärtete Pfahlspitze von Vorteil. Wenn die Pfähle aus irgendwelchen Gründen nicht in den Boden eingebracht werden können, können die Pfähle auch als Markierungsboje selbst aufrichtend ausgebildet sein. Vorzugsweise besitzt sie einen Stiel mit einem runden, beispielsweise halbkugelförmigen, Fußteil, wobei die Materialien für den Stiel und das Fußteil so aufeinander abgestimmt sind, daß sich der Schwerpunkt des Pfahls im Fußteil befindet. Da auch eine Ortung über Gewässern vorgesehen ist, müssen die Fundstellen auch im Wasser markiert werden. Dazu werden schwimmfähige Pfähle eingesetzt.

Um mehrere Fundstellen markieren zu können, weist die Pfahlmarkierungseinrichtung vorzugsweise mindestens einen drehbaren Aufnahmestern oder eine drehbare Aufnahmetrommel auf, die mit den Pfählen bestückt sind und in bevorzugter Ausgestaltung über ein Spannband, insbesondere Gummispannband, antreibbar ist. Die

Pfahlmarkierungseinrichtung ist vorzugsweise selbstnachladend ausgebildet. Es sind Anschläge vorgesehen, so daß eine Entspannung des Spannbandes nur bis zur Entleerung des Aufnahmesterns bzw. der Trommel möglich ist.

Zusätzlich oder anstelle der Pfahlmarkierungseinrichtung kann die Bodenmarkierungseinrichtung eine Farbmarkierungseinrichtung aufweisen, mittels derer auf dem Boden eine Farbmarkierung aufgesprüht wird. Da die Farbmarkierungseinrichtung vorzugweise neben jeder Meßsonde angeordnet ist, wird dadurch eine Feinmarkierung der Fundstelle möglich. Die Farbsprüheinrichtung weist vorzugsweise ein Ventil und eine Sprühdüse auf, die an eine Farbdruckleitung angeschlossen ist.

Zwischen dem vorderen und dem hinteren Ausleger kann ein Zwischenausleger angeordnet sein, der mittels einer Linearantriebseinrichtung teleskopierbar ist, so daß zusätzlich auch der Abstand der Meßsonden zum Fahrzeug verändert werden kann. Durch eine geeignete Bodenabstandsmeßeinrichtung am freien Ende des Auslegers kann die Bewegung des Auslegers vollautomatisch gesteuert werden, so daß immer der vorgegebene Abstand der Meßsonden zum Erdboden eingehalten wird. Damit wird die Meßgenauigkeit zusätzlich verbessert.

Um das Aufspüren der überwiegend metallischen Gegenstände nicht negativ zu beeinflussen, ist mindestens der vordere Ausleger aus nicht magnetisierbarem Material, vorzugsweise Kunststoff, gefertigt. Auch die Bauteile der Bodenmarkierungseinrichtung müssen daher aus nicht magnetischem Material bestehen. Diese Vorgabe macht es erforderlich, die Pfahlmarkierungseinrichtung und die Farbmarkierungseinrichtung beispielsweise mit Druckgas, insbesondere Druckluft, zu betreiben, da elektrische Einrichtungen wie Motoren oder dergleichen die Meßsignale beeinflussen könnten. Die Pfahlmarkierungseinrichtung ist über eine erste Gasleitung an einen Zwischenbehälter angeschlossen, der über eine zweite Gasleitung mit einer Kompressoreinrichtung verbunden ist, wobei der Querschnitt der zweiten Gasleitung kleiner ist als der Querschnitt der ersten Gasleitung und wobei dem Zwischenbehälter ein schaltbares Ventil in der ersten Gasleitung nachgeordnet ist. Dadurch, daß der Zwischenbehälter von der Pfahlmarkierungseinrichtung entfernt, beispielsweise am vorderen Ende des hinteren Auslegers angeordnet ist, kann ein elektrisch schaltbares Ventil eingesetzt werden, ohne daß dadurch die Meßsonden gestört werden.

Die Meßsonden sind vorzugsweise frei pendelnd aufgehängt, damit immer eine senkrechte Meßrichtung eingehalten wird. Insbesondere bei unebenem Gelände wird dadurch die Meßgenauigkeit hinsichtlich der Lageerkennung deutlich verbessert. Vorzugsweise sind die Meßsonden daher über eine Parallelogrammaufhängung am Ausleger oder an einem eigenen Sondenhalter befestigt.

Für spezielle Einsatzzwecke, beispielsweise zur Untersuchung extrem steiler Hänge, kann es von Vorteil sein, wenn die Meßsonden starr am vorderen Ausleger oder am Sondenhalter befestigt sind. Es ist dadurch möglich, die Sonden senkrecht zur Hangoberfläche auszurichten. Vorzugsweise sind die Meßsonden hierbei an Seilen oder schwingungsdämpfenden Pendelstäben oder über nachgiebige Elemente, wie elastische Rohre oder Stangen, am Ausleger oder Sondenhalter befestigt. Sollten während der Bewegung des Auslegers die Meßsonden gegen ein Hindernis treffen, gibt trotz der starren Anordnung die elastische Aufhängung nach, so daß die Meßsonden nicht beschädigt werden.

Da die Sprühdüse vorteilhafterweise benachbart zur jeweiligen Meßsonde angeordnet ist, ist eine entsprechende Aufhängung wie die der Meßsonden vorgesehen. Das mit dem Ventil und der Sprühdüse versehene Ende der Farbdruckleitung kann daher am vorderen Ausleger oder am Sondenhalter ebenfalls frei pendelnd aufgehängt sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Sondenhalter um eine vertikale und/oder horizontale Achse gedreht werden. Dadurch ist es möglich, die Breite der zu untersuchenden streifenförmigen Flächenbereiche zu verändern.

Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im zu untersuchenden Gelände,

Figuren 2, 3 und 4 die Vorrichtung in Seitenansicht bei unterschiedlichen Einsätzen,

Figur 5 die Vorrichtung in Seitenansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform ,

Figur 6 die Vorrichtung in Seitenansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform ,

Figuren 7 und 8 die Vorrichtung in Draufsicht,

Figur 9 die Vorrichtung in Seitenansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform , Figur 10 die Vorrichtung in Seitenansicht gemäß- einer weiteren

Ausführungsform,

Figur 11 die Pfahlmarkierungseinrichtung in Vorderansicht,

Figur 12 die in Figur 11 gezeigte Pfahlmarkierungseinrichtung in

Seitenansicht und teilweise im Schnitt,

Figur 13 die Pfahlmarkierungseinrichtung gemäß einer weiteren

Ausführungsform in Seitenansicht und Teilschnitt,

Figur 14 die in Figur 13 gezeigte Pfählmarkierungseinrichtung in

Draufsicht und

Figur 15 ein Pfahl als Markierungsboje für festen Oberboden.

In der Figur 1 ist die Vorrichtung zum Aufspüren von im Erdreich befindlichen Gegenständen 6 perspektivisch in einem zu untersuchenden Gelände dargestellt, in dem zunächst mittels einer geeigneten Munitionsräumvorrichtung eine Fahrgasse 1 hergestellt worden ist. Soll ein großes Gelände abgesucht werden, werden mehrere Fahrgassen 1 parallel zueinander angelegt, deren Abstand 20 bis 30 m betragen kann. In dieser Fahrgasse 1 bewegt sich die fahrbare Einrichtung 10, die in der hier gezeigten Ausführungsform als Kettenfahrzeug dargestellt ist. Hinter dem Führerhaus 12 der fahrbaren Einrichtung 10 befindet sich eine Personen- und Meßraumkabine 13, die von einem Rahmen 14 umgeben ist, bei dem über dem Dach gelegen ein Ausleger 20 angeordnet ist, der an seinem freien Ende eine Anordnung von mehreren Meßsonden 40 aufweist.

Die Dimensionen des Fahrzeugs 10, und hier insbesondere der Ketten 11 , sind so ausgelegt, daß trotz großen Gesamtgewichts der Vorrichtung lediglich ein geringer Flächendruck auf das Erdreich der Fahrgasse 1 ausgeübt wird. Dies ist erforderlich, damit explosive Gegenstände, die in tiefer liegenden Erdschichten der Fahrgasse 1 liegen und vom Fahrgassenräumfahrzeug noch nicht erfaßt wurden, nicht zur Explosion gebracht werden können. Weiterhin ist das Fahrzeug 10 straßentauglich und watfähig. Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 10 ist stufenlos regelbar.

Der Ausleger 20 ist zweiteilig aus einem hinteren Ausleger 21 und einem vorderen Ausleger 23 aufgebaut, wobei der hintere Ausleger 21 auf einer Schwenkplattform 24 befestigt ist. Mittels der in der Schwenkplattform 24 angeordneten Schwenkeinrichtung 26 wird der Ausleger 20 um eine vertikale Achse hin- und herbewegt, so daß die Meßsonden 40 bogenförmige Flächenstreifen 2a - 2d überstreichen, wobei aus Sicherheitsgründen auch der entsprechende Bereich der Fahrgasse 1 abgesucht wird. Nachdem ein Flächenstreifen 2a-d auf diese Weise abgesucht worden ist, wird das Fahrzeug 10 um eine Streifenbreite weiterbewegt und der Ausleger 20 aufs neue verschwenkt. Die Länge des Auslegers kann bis zu 20m betragen, wobei ein Geländestreifen bei einer Anordnung von sechs Meßsonden 40 eine Breite von 3m und mehr aufweisen kann. Mit dieser Dimensionierung der Vorrichtung ist es möglich, innerhalb einer Stunde ca. 1 bis 2 Hektar Gelände nach explosiven Gegenständen abzusuchen.

Als Meßsonden können beispielsweise folgende Meßsysteme eingesetzt werden:

1. Magnetometer zur Detektion von Fe-Materialien

2. Magnetfeld-Variometer zum Detektieren bei größeren Fahrgeschwindigkeiten

3. Sensoren zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Bodens mit niederfrequentem Signal (bis lOOKHz), wobei Fremdkörper im Boden, die die elektrische Leitfähigkeit der homogenen Bodenstruktur verändern, bis 20 m Tiefe aufgespürt werden können. 4. Geo-Radar, das im hochfrequenten Bereich von 100 MHz - 2 GHz arbeitet.

Fremdkörper, die ein Antwortsignal für die hochfrequenten Meßsignale liefern, einschließlich Aushöhlungen im Boden, abrupte Strukturveränderungen wie Höhlen, Deponieränder usw. können bis zu 20 m Tiefe detektiert werden.

In allen Fällen wird vorzugsweise eine EDV-gestützte Auswertung der Meßdaten in der Meßraum-Kabine 13 vorgenommen.

Um die Meßsonden 40 in einem vorgegebenen Abstand über dem zu untersuchenden Geländestreifen 2a - 2d einstellen zu können, ist ein erster Hubzylinder 25 auf der Schwenkplattform 24 und ein zweiter Hubzylinder 27 am vorderen Ende des hinteren Ausleger 21 angeordnet, der über eine Betätigungsstange 29 im Gelenkpunkt 30 am vorderen Ausleger 23 angreift.

Die Meßsonden 40 sind am vorderen Ausleger 23 in einer Reihe nebeneinander an Seilen 43 frei pendelnd aufgehängt, wobei die Seile 43 mit der Meßleitung 41 identisch sein können. Oberhalb der Meßsonden 40 sind die Seile 43 über ein Verbindungsseil 44 oder dämpfendes Verbindungsteil miteinander verbunden, so daß ein unkontrolliertes Hin- und Herschwingen der Meßsonden 40 verhindert wird. Die hier gezeigte Aufhängung wird als Parallelogramm- Aufhängung bezeichnet, weil die Meßsonden 40 in jeder Stellung des vorderen Auslegers 23 parallel zum vorderen Ausleger 23 angeordnet sind und senkrecht hängen, so daß auch immer eine senkrechte Meßrichtung gewährleistet ist. Dies wird in der Figur 2 deutlich, wo die Meßsondenanordnung der Hangneigung angepaßt werden kann.

Die Fahr- und Schwenkbewegungen des Fahrzeuges 10 bzw. des Auslegers 20 werden, solange keine Bomblets usw. durch die Meßsonden nachgewiesen werden, vom Fahrer ausgeführt. Wenn jedoch eine oder mehrere der Meßsonden 40 Gegenstände im Erdreich aufspüren, so wird dies von den in der Personen- und Meßraumkabine 13 befindlichen Auswertegeräten angezeigt und die Schwenksteuerung des Auslegers wird dann vom Bediener der Meßinstrumente (Orter) übergeordnet ausgeführt. Der Orter schwenkt den Ausleger 20 so lange hin und her, bis die Fundstelle an seiner Anzeige exakt festgestellt ist. Danach wird die Bodenmarkierungseinrichtung 60 betätigt. Diese umfaßt eine am freien Ende des vorderen Auslegers 23 angeordnete Pfahlmarkierungseinrichtung 66 für die Grobmarkierung und den Meßsonden 40 zugeordnete Farbmarkierungseinrichtungen 61 für die Feinmarkierung. Beide Einrichtungen werden im Zusammenhang mit den Figuren 11 bis 14 noch im Detail beschrieben.

Um die Meßempfindlichkeit der Meßsonden 40 nicht nachteilig zu beeinflussen, ist der vordere Ausleger 23 aus nicht magnetisierbarem Material hergestellt. Dies erfordert auch, daß die Bodenmarkierungseinrichtung 60 ebenfalls aus nicht magnetisierbaren Bauteilen besteht und so betrieben wird, daß keine elektromagnetischen Störfelder auftreten. In der hier gezeigten Ausführungsform werden die Pfahlmarkierungseinrichtung 66 und die Farbmarkierungseinrichtungen 61 daher mittels eines Druckgases, insbesondere Druckluft betrieben.

Von einem Hauptluftbehälter, der sich auf dem Fahrzeug 10 befindet, wird die Druckluft über eine Gasleitung 84 mit kleinem Querschnitt in einen Zwischenbehälter 82 gepumpt, der am vorderen Abschnitt des hinteren Auslegers 21 angeordnet ist. Der Zwischenbehälter erfüllt hierbei eine Speicherfunktion. Soll die Pfahlmarkierungseinrichtung 66 betätigt werden, dann wird vom Orter das benachbart zum Zwischenbehälter 82 angeordnete schaltbare Ventil 83, das ein Magnetventil sein kann, betätigt, so daß das im Zwischenbehälter 82 gespeicherte Gas schlagartig über die Gasleitung 81 entweicht, die im Vergleich zur Gasleitung 84 einen großen Querschnitt aufweist. Das entwichene Gas gelangt mit wenig Widerstand zur Pfahlmarkierungseinrichtung 66, wo sie dem zum Abschuß bereiten Pfahl 67 13

zugeführt wird. Der beaufschlagte Druck reicht aus, um den Pfahl 67 aus seiner Halterung herauszudrücken und in den Boden zu schießen. Der Gasdruck und die Gasmenge des Zwischenbehälters 82 sind der erforderlichen Beschußenergie des Markierungspfahls angepaßt.

In der hier gezeigten Darstellung ist die Pfahlmarkierungseinrichtung 66 etwa mittig zwischen den Meßsonden 40 angeordnet. Es ist auch möglich, mehrere Pfahlmarkierungseinrichtungen 66 nebeneinander vorzusehen, um die Fundstelle exakter zu kennzeichnen. Die Pfähle 67, die ebenfalls aus nicht magnetisierbarem Material bestehen, weisen vorzugsweise eine leuchtende Farbe auf, so daß die Fundstellen auch aus großer Entfernung erkennbar sind.

Soll zusätzlich eine Feinmarkierung vorgenommen werden, dann betätigt der Orter die Farbsprüheinrichtung 61, die im wesentlichen ein neben der jeweiligen Meßsonde 40 angeordnetes Ventil mit Sprühdüse und eine entsprechende Zuführleitung aufweist. Mittels eines Druckluftstoßes wird eine farbige Flüssigkeit an der Stelle auf den Boden gesprüht, wo die zugeordnete Meßsonde 40 einen explosiven Gegenstand aufgespürt hat.

Um den Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verdeutlichen, ist in der Figur 2 das Fahrzeug 10 auf einer Anhöhe 3 positioniert, von wo aus es einen Abhang 4 detektiert, in dem sich explosive Gegenstände 6 befinden. Durch die Verknüpfung der Seile 43 bzw. Meßleitungen 41 wird erreicht, daß bei Neigung des vorderen Auslegers 23 nach oben oder unten sich das komplette Meßsondensystem immer parallelogrammähnlich verhält unddie Messung der Meßsonden immer senkrecht erfolgt. Durch geeignete Verstellung der Hubzylinder 27 und 25 kann der vordere Ausleger 23 so geneigt werden, daß der Abstand aller Meßsonden zur Oberfläche des Abhangs 4 im wesentlichen gleich groß ist. Mittels der Hubzylinder 25, 27 ist ein unabhängiges Verschwenken um horizontale Achsen des hinteren Auslegers 21 bzw. des vorderen Auslegers 23 möglich. Die Pfahlmarkierungseinrichtung 66 ist ebenfalls pendelnd aufgehängt, so daß sie immer dem Schwerpunkt folgend senkrecht nach unten hängt.

In der Figur 3 ist der Einsatz über einem Gewässer 5 dargestellt. Aufgrund der großen Länge der Ausleger 21, 23 kann somit auch vom Ufer aus ein nicht allzu großes Gewässer nach explosiven Gegenständen 6 abgesucht werden.

In der Figur 4 befindet sich das Fahrzeug 10 in einer Senke 7, von wo aus eine Anhöhe 3 nach explosiven Gegenständen 6 untersucht werden kann. Da es sich hier um ein horizontales Plateau handelt, ist der hintere Ausleger 21 mittels des ersten Hubzylinders 25 hochgeschwenkt und der vordere Ausleger 23 wird durch entsprechende Betätigung des zweiten Hubzylinders 27 horizontal ausgerichtet, so daß alle Meßsonden 40 denselben Abstand zur Oberfläche des Erdreiches aufweisen. Beim Verstellen der Ausleger 21, 23 würde es zu einem unkontrollierten Schwingen der an den Seilen 43 befestigten Meßsonden 40 kommen, wenn diese nicht über ein Verbindungsseil 44 miteinander verknüpft wären. Die gegenseitige Kopplung der Seile 43 dämpft die Pendelbewegung. Die Seile 43 könnten auch durch vertikal aufgehängte Pendelstäbe aus nicht magnetisierbarem Material mit einer an der Aufhängung angebrachten Dämpfungseinrichtung ersetzt werden. In diesem Fall erübrigt sich das Verbindungsseil 44.

In der Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform des Auslegers 20 dargestellt. Während in den vorhergehenden Figuren die am zweiten Hubzylinder 27 befestigte Betätigungsstange 29 am vorderen Ausleger 23 im Punkt 30 angelenkt ist, ist die Betätigungsstange 29 hier im Gelenkpunkt 31 am Sondenhalter 45 angelenkt. Der vordere Ausleger 23 ist starr mit dem hinteren Ausleger 21 verbunden, und der Sondenhalter 45 ist am vorderen Ausleger 23 um den Gelenkpunkt 32 um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert. Durch Betätigen des zweiten Hubzylinders 27 kann der Sondenhalter 45 geschwenkt werden. Der Sondenhalter 45 besteht im wesentlichen aus einer nicht magnetisierbaren Stange oder Rohr, an dem die Seile 43 der Meßsonden 40 frei pendelnd aufgehängt sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Meßsonden 40 ausgerichtet werden können, ohne daß der Abstand zum Fahrzeug 10 wesentlich verändert wird, wie dies bei einer Aufhängung am vorderen Ausleger 23 der Fall ist. Ferner besteht auch noch bei größeren Höhendifferenzen von Fahr- zu Meßebene eine Neigungsbeeinflussung der Sondenhalterung 45.

In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform des Fahrzeuges 10 dargestellt. Aufgrund der verkürzten Ausführung der Meßraumkabine 13 kann der Ausleger 20 am Fahrgestell des Fahrzeugs 10 befestigt werden. In der hier gezeigten Darstellung wird für den Ausleger 21 ein herkömmlicher Autokran 28 verwendet, an dessen vorderen Ende der vordere Ausleger 23 angelenkt ist. Die Verstellmöglichkeiten des hinteren und vorderen Auslegers 21, 23 entsprechen denen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Gegebenenfalls kann zwischen den beiden Auslegern 21, 23 noch ein Zwischenausleger 22 vorgesehen sein.

Die Meßsonden 40 sind an dem Sondenhalter 45 aufgehängt, wobei dieser senkrecht zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. In dieser Darstellung ist zu sehen, daß in Fahrtrichtung vor der jeweiligen Meßsonde ein Ventil 64 und eine Sprühdüse 63 angeordnet sind, mittels derer die Farbe zur Markierung der Fundstelle auf den Boden gesprüht wird. Die Sprühdüse 63 wird über die Farbdruckleitung 62 versorgt, die ebenfalls frei pendelnd aufgehängt ist.

Der Sondenhalter 45 ist drehbar am vorderen Ausleger 23 angeordnet und kann mittels der elektrisch betriebenen Schwenkrolle 48 und der Schwenkrolle 46 sowie dem Antriebsseil 49 um eine vertikale Achse gedreht werden. Die Schwenkrolle 48 mit elektrischem Antrieb hat die Aufgabe, je nach Schwenkstellung des hin^deren Auslegers 21 den Sondenhalter 45 immer rechtwinklig zur Fahrtrii htung auszurichten. Mit Hilfe der Linearantriebseinrichtung 47 kann der Zwischenausleger 22 verlängert oder verkürzt werden.

Ein entsprechendes Anwendungsbeispiel ist in der Figur 7 dargestellt. Der Sondenhalter 45 überdeckt mit den daran angeordneten Meßsonden 40 einen Flächenstreifen, der breiter ist als das Fahrzeug 10. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn auch das Erdreich vor dem Fahrzeug 10 detektiert werden soll. Der Ausleger 20 kann in eine vorgegebene Position verschwenkt werden, wobei entsprechend dieser Auslenkung der Sondenhalter 45 rechtwinklig zur Fahrtrichtung ausgerichtet wird. Wenn das Fahrzeug 10 kontinuierlich bewegt wird, können somit parallele Flächenstreifen 2a, 2b bzw. 2c, 2d und 2e nach explosiven Gegenständen abgesucht werden. Bei jeder Fahrt des Fahrzeugs 10 werden der Ausleger 20 und der Sondenhalter 45 in die neue Position gebracht. Ein Anhalten des Fahrzeugs, wie dies bei der Arbeitsweise gemäß der Figur 1 der Fall ist, ist hier nicht erforderlich.

Aber auch bei dem Ausführen von Schwenkbewegungen gemäß der Figur 1 kann es von Vorteil sein, den Sondenhalter 45 entsprechend nachzuführen. Ein Anwendungsbeispiel ist in der Figur 8 dargestellt. Während des Verschwenkens des Auslegers 20 wird der Sondenhalter 45 so nachgeführt, daß er immer in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Der überstrichene Flächenstreifen 2a verjüngt sich hierbei nach außen, was aber den Vorteil hat, das der Rand der zu untersuchenden Fläche exakt erfaßt wird. Wenn die äußere Schwenkstellung erreicht wird, kann das Fahrzeug 10 weiterbewegt werden, und die Schwenkbewegung des Auslegers 20 wird in umgekehrter Richtung durchgefühlt, wobei ebenfalls der Sondenhalter 45 nachgeführt wird. Die Schwenkbewegung ist durch die eingezeichneten Pfeile dargestellt.

In der Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform des Auslegers 20 dargestellt, bei der der vordere und der hintere Ausleger 21, 23 starr miteinander verbunden sind. Die Schwenkplattform 26 kann über den dritte l Hubzylinder 23 so geneigt werden, daß eine bezüglich des Fahrzeugs 10 geneigte Schwenkebene eingestellt werden kann. Der Sondenhalter 45 ist über die Schwenkrollen 46 und 48' antreibbar, wobei die Schwenkrolle 48' beispielsweise mit einem elektrischen Antrieb versehen ist.

Die Figur 10 zeigt eine Ausführungsform mit einem abgeknickten vorderen Ausleger 23, an dem die Meßsonden 40 im wesentlichen starr befestigt sind. Die Meßsonden 40 können über elastische Elemente 50, die beispielsweise balgförmig ausgeführt sein können, an dem vorderen Abschnitt 34 des vorderen Ausleger 23 befestigt sein. Dadurch wird einerseits eine starre Befestigung gewährleistet, so daß auch bei einem Anheben des vorderen Auslegers 23 aus der Position I die Meßsonden 40 bezüglich des Auslegers 23 ihre Anordnung beibehalten (s. Position II). Es ist damit möglich, die Meßrichtung der Sonden 40 senkrecht zur Oberfläche einer Anhöhe 4 auszurichten. Die starre Befestigung der Meßsonden 40 ist so zu verstehen, daß beim Auftreffen auf ein Hindernis ein Ausweichen der Meßsonden 40 noch möglich ist.

In der Figur 11 ist die Pfahlmarkierungseinrichtung 66 vergrößert dargestellt. Am vorderen Ausleger 23 ist eine Halterung 85 pendelnd aufgehängt, die mit der Drehdurchführung 76 verbunden ist. Auf der Drehdurchführung 76 ist ein Aufnahmestern 68 drehbar gelagert. Der Aufnahmstern 68 weist sternförmig angeordnete Führungsrohre 69 auf, die mit Pfählen 67 bestückt sind. Mit dem Aufnahmestern 68 ist eine Wickelrolle 87 gekoppelt, an der ein Gummispannband 72 befestigt ist, das über eine an der Halterung 85 befestigte Umlenkrolle 86 geführt und an der Halterung 85 befestigt ist. Die Beschickung des Aufnahmesterns 68 erfolgt manuell durch Einführung der Markierungspfähle 67 bis zum Erreichen einer Raststellung. Durch Einführung in der gezeigten Reihenfolge wird mit Hilfe des Gummispannbandes 72 eine Vorspannung erreicht, die für eine vollständige Umdrehung des Aufnahmesterns 68 ausreicht. Der in Schußposition befindliche Markierungspfahl 67 liegt an einem Anschlag 70 der Halterung 85 an. Wenn dieser Pfahl abgeschossen ist, dreht sich der Aufnahmstern 68 aufgrund der Spannung des Gummispannbandes 72 weiter, bis der nachfolgende Pfahl 67 am Anschlag 70 anliegt. Nach Abschuß des letzen Pfahls liegt der Anschlag 71 des Führungsrohr 69 am Anschlag 70 an.

In der Figur 12 ist die in Figur 11 dargestellte Pfahlmarkierungseinrichtung 66 in Seitenansicht dargestellt. Der vordere Ausleger 23 ist als Kunststoffrohr dargestellt, in dem die Druckluftleitungen 77 und 62 sowie die Meßleitung 41 verlegt sind. Die Druckluftleitung 77 führt zur Drehdurchführung, die den Aufnahmestern 68 aufnimmt. Die Druckluft gelangt somit zu dem in Schußposition befindlichen Pfahl 67, der am oberen Ende eine Rastnut 73 aufweist, in die der Raststift 75 eines Rasthebels 74 eingreift. Wenn der Markierungspfahl 67 mit einem Druckluftstoß beaufschlagt wird, wird die Kraft des Rasthebels 74 überwunden und der Pfahl 67 aus dem Führungsrohr 69 herausgeschossen.

Die Farbdruckleitung 62 besitzt am unteren Ende ein Ventil 64 mit einer Sprühdüse 63. Ebenfalls durch Druckbeaufschlägung wird Farbflüssigkeit über die Sprühdüse 63 versprüht.

In den Figuren 13 und 14 ist eine weitere Ausführungsform der Pfahlmarkierungseinrichtung 66 dargestellt. Die Pfähle 67 sind in einer Trommel 80 angeordnet, die über eine Halterung 85 am vorderen Ausleger 23 pendelnd aufgehängt ist. Der Antrieb der Trommel 80 erfolgt ebenfalls über ein Gummispannband 72, das über das obere Ende der Trommel 80 gewickelt ist. Es ist ebenfalls eine Druckluftleitung 77 vorgesehen, die am in Schußposition befindlichen Pfahl 67 endet. Der in Abschußposition befindliche Pfahl 67 wird ebenfalls von einem Rasthebel 74 mittels dessen Raststift 75 gehalten. Wenn über die Druckluftleitung 77 ein Druckluftstoß auf den Markierungspfahl 67 gegeben wird, wird dieser aus der Trommel 80 herausgeschossen, die sich sofort in die nächste Position weiterbewegt. Entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind auch hier Anschläge 70, 71 vorgesehen.

Wenn alle Pfähle 67 abgeschossen sind, hat sich die Aufnahmetrommel 80 so weit in Pfeilrichtung gedreht, daß der Anschlag 70 auf den Anschlag 71, der am unteren Ende der Drehdurchführung 76 befestigt ist, aufschlägt und somit ein weiteres Verdrehen der Trommel 80 gegenüber der Drehdurchführung 76 verhindert. Dadurch wird eine totale Entspannung des Spannbandes 72 verhindert und die Aufladung vereinfacht.

Bei zu harten bzw. steinigen Böden wird als Pfahl 67 eine Markierungsboje

100 verwendet. Sie funktioniert gemäß Figur 15 nach dem Stehauf-Männchen- Prinzip und unterliegt der Bedingung m,.a, > m₂.a₂. Der Stiel 102 sollte möglichst leicht ausgeführt sein und beseitzt zur Aufnahme in die Pfahlmarkierungseinrichtung eine Rastnut 73. Das relativ schwere Unterteil

101 hat die Aufgabe, die Markierungsboje 100 aus jeder Lage zum Aufstehen zu bewegen. Der Hohlraum 103 ist so bemessen, daß die Boje aufgerichtet schwimmfähig ist.

Bezugszeichenliste

1 Fahrgasse

2a,b,c,d,e Geländestreifen

3 Anhöhe

4 Abhang

5 Gewässer

6 explosiver Gegenstand

7 Senke

10 fahrbare Einrichtung

11 Ketten

12 Führerhaus

13 Personen- und Meßraumkabine

14 Rahmen

20 Ausleger

21 hinterer Ausleger

22 Zw ischenausleger

23 vorderer Ausleger 4 Schwenkplattform 5 erster Hubzylinder 6 Schwenkeinrichtung 7 zweiter Hubzylinder 8 Autokran 9 Betätigungsstange

30 Gelenkpunkt

31 Gelenkpunkt

32 Gelenkpunkt

33 dritter Hubzylinder

34 vorderer Abschnitt 0 Meßsonde 41 Meßleitung

43 Seil

44 Verbindungsseil

45 Sondenhalter

46 Schwenkrolle

47 Linearantriebsreinrichtung

48 Schwenkrolle

48' Schwenkrolle

49 Antriebsseil

50 elastisches Element

60 Bodenmarkierungseinrichtung

61 Farbmarkierungseinrichtung

62 Farbdruckleitung

63 Sprühdüse

64 Ventil

66 Pfahlmarkierungseinrichtung

67 Pfahl

68 Aufnahmestern

69 Führungsrohr

70 Anschlag

71 Anschlag

72 Spannband

73 Rastnut

74 Rasthebel

75 Raststift

76 Drehdurchführung

77 Druckgasleitung

78 Sicherung

80 Trommel

81 Gasleitung

82 Zwischenbehälter 83 schaltbares Ventil

84 Gasleitung

85 Halterung

86 Umlenkrolle

87 Wickelrolle

88 Hebel

90 Bodenabstandsmeßeinrichtung

100 Markierboje

101 Fußteil

102 Stiel

103 Hohlraum

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Aufspüren von im Erdreich befindlichen Gegenständen, insbesondere explosiver Gegenstände, wie nicht explodierter Minen, Granaten, Munition oder Bomben, mit einer fahrbaren Einrichtung, an der

ein mindestens um eine vertikale Achse schwenkbarer Ausleger (20) angeordnet ist, an dessen freien Ende mehrere Meßsonden (40) angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausleger (20) mindestens zweiteilig aus einem hinteren Ausleger (21) und einem vorderen Ausleger (23) aufgebaut ist, wobei der vordere und der hintere Ausleger (21, 23) in vertikaler Richtung unabhängig voneinander verschwenkbar sind,

daß die Meßsonden zum Überstreichen streifenförmiger Flächenbereiche (2a-d) des zu untersuchenden Geländes nebeneinander angeordnet sind, und

daß den Meßsonden (40) am freien Ende des Auslegers (20) mindestens eine Bodenmarkierungseinrichtung (60) zum Kennzeichnen der von den Meßsonden (40) erfaßten Fundstellen zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrbare Einrichtung (10) ein Fahrzeug mit hohem Standmoment und geringem Flächendruck ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrbare Einrichtung (10) eine Meßraumkabine (13) aufweist, in der

die Auswertegeräte für die Auswertung der Meßsondensignale sowie Einrichtungen zur übergeordneten Steuerung der fahrbaren Einrichtung (10) untergebracht sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (20) am Fahrgestell der fahrbaren Einrichtung (10) oder an einem die Meßraumkabine (13) umgebenden Rahmen (14) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der vordere Ausleger (23) aus nicht magnetisierbarem Material, vorzugsweise Kunststoff, besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vorderen Ausleger (21) und dem hinteren Ausleger (23) ein Zwischenausleger (22) angeordnet ist, der mittels einer Linearantriebseinrichtung (47) teleskopierbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ausleger (23) eine Bodenabstandsmeßeinrichtung (90) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonden (40) am vorderen Ausleger (23) oder einem am vorderen Ausleger (23) angeordneten Sondenhalter (45) frei pendelnd aufgehängt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonden (40) über eine -Parallelogrammaufhängung befestigt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonden (40) an Seilen (43) oder an schwingungsdämpfenden Pendelstäben aufgehängt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonden (40) über nachgiebige Elemente (50) starr am vorderen Ausleger (23) oder einem am vorderen Ausleger (23) angeordneten Sondenhalter (45) befestigt sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenhalter (45) um eine vertikale und/oder horizontale Achse drehbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenmarkierungseinrichtung (60) zur Feinmarkierung eine benachbart zu jeder Meßsonde (40) angeordnete Farbsprüheinrichtung (61) umfaßt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenmarkierungseinrichtung (60) eine Pfahlmarkierungseinrichtung (66) umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbsprüheinrichtung (61) und/oder die P-ählmarkierungseinrichtung (66) aus nicht magnetisierbarem Material besteht und über Druckgas betätigbar ist/sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfahlmarkierungseinrichtung (66) mindestens einen drehbaren Aufnahmestern (68) oder eine drehbare Aufnahmetrommel (80) aufweist, die mit Pfählen (67) bestückt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfähle (67) selbstaufrichtend als Markierungsboje (100) ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfähle (67) schwimmfähig ausgebildet sind.