DE2504694C3 - Selbstfahrendes Aufnahmegerät zum Aufnehmen von auf dem Meeresboden liegenden Mineralen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Aufnahmegerät zum Aufnehmen von auf dem Meeresboden liegenden Minerale, insbesondere Maganknollen, mit einer an einem Fahrgestell angebrachten horizontalen, in den Meeresboden einschneidenden Schneideinrichtung und einer damit zusammenarbeitenden Fördervorrichtung sowie einem Fahrantrieb.
Es ist ein selbstfahrendes Aufnahmegerät der genannten Art bekannt das auf dem Meeresboden mit Hilfe eines Gleiskettenantriebs verfahrbar ist Das Gerät ist mit zwei koaxial angeordneten, gegenläufig arbeitenden Schnecken an seinem in Fahrtrichtung liegenden vorderen Ende versehen. Zwischen den Schnecken endet der Aufnahmeteil eines Blechwerkes, das das Material einem Hochförderer zuführt Hinter den Schnecken liegen der Schneckenform angepaßte Leitbleche, die den Transport des Materials durch die Schnecken zum Becherwerk unterstützen sollen. Bei diesem Gerät besteht die Gefahr, daß die von den Schnecken erfaßten Minerale oder auch die in der Nähe der rotierenden Schnecken liegenden und in Bewegung geratenden Minerale in den nicht festen Meeresgrund eindringen bzw. aus dem Förderbereich der Schnecken gelangen. Diese Minerale werden nicht erfaßt und gehen verloren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Fahrantrieb durch die Gleisketten infolge der nicht genügend festen Oberfläche des Meeresgrundes versagt (US33 14 174).

Es ist weiterhin ein Unterwasserschürfgerät mit einer den Gewässerboden abschürfenden Schneideinrichtung bekannt, die aus einem Messer besteht das von einem Gestänge getragen wird, das seinerseits um eine horizontale Achse am Fahrwerk befestigt ist Das Gestänge kann arretiert werden und dient zur Höhenverstellung der Messer. Das Fördermittel besteht aus einem Förderrad mit nach außen vorgezogenen Rändern und einem förderbandsrtigen Gurt, der im Bereich des zu fördernden Materials zwischen den Rändern des Laufrades geführt ist Das Förderrad ist mit beweglich gelagerten Spaten ausgerüstet die von einer im Inneren des Rades angeordneten Kurvenscheibenführung gesteuert werden, und zwar derart, daß die Spaten etwa in radialer Richtung durch den förderbandartigen Gurt gebildeten Raum hineinragen. Die Spaten dringen bei dieser Vorrichtung bereits in den vor dem Schneidmesser liegenden Raum ein, so daß auch die Gefahr besteht, daß die zu fördernden Minerale in

Bewegung geraten, bevor sie von der Aufnahmevorrichtung erfaßt werden und verlorengehen (DE-OS 20 55 410).

Dieses bekannte Unterwasserschürfgerät geht von einem Schürfgerät aus, bei dem auf einer gemeinsamen s Starrachse zwei mit Rippen versehene Rollräder und das Förderrad drehbar gelagert sind. Die Starrachse ist in einer Rahmenkonstruktion gelagert, die zugleich den Sammelbehälter bildet. Das bekannte Gerät trägt zwischen den Rollrädern die bereits erläuterte to Speichertrommel, die als Auffangvorrichtung ausgebildet ist und einen Rollbügel und weiterhin ein Gestänge für vor dem Gerät gleitende Kufen. An dem Rahmen ist außerdem noch die Zugdeichsel um eine horizontale Achse drehbar befestigt, an der ein Schleppseil angreift is Die äußeren Räder des Förderrades sind radial nach außen vorgezogen. Zwischen den Rädern ist das bereits erwähnte, den Gewässerboden abschürfende Messer angeordnet (DE-OS 20 15 894).

Es ist weiterhin ein selbstfahrendes Aufnahmegerät bekannt, das mit drei Fahrwalzen versehen ist. Die Aufnahmevorrichtung besteht aus Saugköpfeu, in deren in Bewegungsrichtung vorderen Teil Saugkanäle eingelassen sind, die zu einer Absaugvorrichtung führen. An der Vorderkante der Saugköpfe sind flexible Fortsätze im Abstand voneinanderliegend angebracht, um das Ablösen und Aufnehmen des auf dem Meeresboden liegenden Minerals zu erleichtern. Auch bei dieser Vorrichtung besteht die bereits beschriebene Gefahr (US 35 04 943).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verfahrbares Aufnahmegerät der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß soweit als möglich Verluste beim Aufnehmen der auf dem Meeresgrund liegenden Minerale vermieden werden. Die Vorrichtung soll möglichst einfach im Aufbau sein. Sie soll bei den in Frage kommenden großen Tiefen betriebssicher und störungsfrei arbeiten, so daß sie auch über längere Zeit wartungsfrei betrieben werden kann. Der Fahrantrieb soll weiterhin so ausgebildet sein, daß ein Steckenbleiben oder Eingraben der Fahrwerke durch ihre Bewegung vermieden werden.

Die Erfindung besteht bei dem eingangs beschriebenen Aufnahmegerät darin, daß das Schneidwerkzeug an einer schräg-hoch führenden Förderrinne angeschlossen ist, die das Mineral einem Hochförderer zuführt und daß auf der Förderrinne eine Kratzerkette angeordnet ist und daß die Förderrinne an ihrem Abwurfenda um eine horizontale Achse schwenkbar im Fahrgestell gelagert und höhenverstellbar ist. Das erfindungsgemäße Gerät hat den Vorteil, daß im vorderen Bereich der Schneideini ichtung keine Vorrichtungen vorhanden sind, die die auf dem Meeresboden liegenden Minerale in Bewegung setzen könnten, sondern daß vielmehr beim vorwärts verfahrbaren Aufnahmegerät zunächst die Oberfläche des Meeresbodens unterschnitten wird. Ein Ausweichen der Minerate nach unten ist verhindert. Die auf der Schneideinrichtung liegenden Minerale werden nunmehr von der Kratzerkette der Förderrinne zugeführt und auf dieser zum Hochförderer transportiert. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Schneidwerkzeuge wird beim Aufnahmevorgang ein Aufstauen des Minerals vermieden. Um sicher zu stellen, daß das unterschrittene Mineral nicht ausweicht bzw. verlorengeht, kann die Kratzerkette bis in den vorderen es Bereich der Schneidwerkzeuge vorgezogen sein. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Schnittie-Fe bzw. die Lage des Schneidmessers der Bodengestaltung angepaßt werden, Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß die Förderrinne und die Kratzerkette über ein Gestänge um eine oberhalb des Aufnahmebereiches des Schneidwerkzeuges liegende horizontale Achse um ein Fahrgestell bzw. einen Kragarm aufgehängt ist Diese Aufhängung hat den Vorteil, daß das so gebildete Förderrinnnensegment bei auftretenden Hindernissen entgegen der Fahrtrichtung ausweichen kann. Andererseits bleibt jedoch die Abwurfstelle am Ende der Förderrinne annähernd im gleichen Bereich. Bei kleinen Hindernissen kann das Förderrinnensegment wie dargestellt ausweichen und das Hindernis überwinden. Ein weiterer Vorteil besieht darin, daß die Schnittiefe sich praktisch selbsttätig allein durch das Eigengewicht und den Widerstand am Meeresboden beim Schneiden einstellt

Gemäß einer weiteren Ausbildung kann dabei die Förderrinne bzw. das Förderrinnensegment so ausgebildet sein, daß bei seinem Ausschwenken über einen bestimmten einstellbaren Winkel e'vi Anzeige- bzw. Steuereinrichtung eingeschaltet wird. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise den Antrieb verlangsamen oder jeden gewünschten Vorgang auslösen.

Insbesondere bei Aufnahmegeräten mit einer großen Schneidsfront ist es zweckmäßig, mehrere Förderrinnen nebeneinanderliegend und am Fahrgestell unabhängig voneinander schwenkbar und höheneinstellbar zu lagern. Dabei können an die Förderrinnen Höheneinstelleinrichtungen angreifen, deren anJeres Ende am Fahrgestell ggfs. an einem Kragarm des Fahrgestells befestigt sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Höheneinstellung der Förderrinne bzw. jede von mehreren Förderrinnen selbsttätig durch Meßgeräte in Abhängigkeit von der wahlweise gewünschten Tiefe des Einschnitts des Schneidwerkzeugs eingestellt werden. Ein solches Aufnahmegerät kann auch über einen Meeresboden mit Unebenheiten entlangfahren, wobei jedes Schneidwerkzeug sich selbsttätig auf eine wahlweise eingestellte Schnittiefe einstellt.

F^:ne einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß am Fahrgestell mehrere nebeneinanderliegende Förderrinnen angeordnet sind, und daß unterhalb deren Abwurfenden im Fahrgestell ein Querförderer angeordnet ist, der zu einem Hochförderer führt.

Weiterhin ist es zweckmäßig, in den Transportweg von den Förderrinnen zum Hochförderer eine Klassiereinrichtung anzuordnen. Dabei kann die Klassiereinrichtung aus einem geneigten Klassiersieb bestehen, auf dessen Vorderseite Druckwasser zugeführt ist.

Um einen Materialverlust innerhalb des Aufnahmegerätes 7U vermeiden, können die Schräghochförderer soweit als möglich durch Deckbänder abgedeckt sein. Im Interesse einer einwandfreien Fortbewegung des Aufnahmegerätes kann der Fahrantrieb aus mehreren Schneckenpaaren bestehen, die jeweils in Fahrtrichtung liegend mit gegenläufigen Schnecken versehen und gegenläufig angerieben sind. Dabei können die Schnecken mehrgängig insbesondere viergängig sein.

Im Interesse einer einfachen Einstellung der Höhenlage des Aufnahmegerätes können die Sch.ieckenpaare höhenverstellbar gelagert sein. Eine einfache Ausführungsform besteht darin, daß beidseitig des Fahrgestells zwei Schneckenpaaru tnittels hydraulischer Verstellmittel befestigt sind.

Der Schneckenantrieb vermeidet ein unnötiges Aufwühlen des Meereserundes. Weiterhin ist e«

vorteilhaft, die Schnecken mit einem druckaufnehmenden Auftriebsmaterial wie syntaktischer Schaum zu füllen, um die mechanische Widerstandskraft zu erhöhen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele des Gerätes erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht des Gerätes, nämlich rechts teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Vorderansicht des Gerätes, nämlich rechts im Schnitt,

F i g. 3 einen Schnitt in der Ebene A-A nach F i g. 2,

Fig.4 eine Teilaufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform,

Fig.5 eine Seitenansicht einer gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1—3 abgeänderten Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 besteht das Aufnahmegerät aus einem trapezförmigen Fahrgestell 1, an dessen in Fahrtrichtung »P« liegendem vorderem Teil ein Kragarm 2 angeordnet ist. An diesem sind mehrere hydraulische Höheneinstelleinrichtungen 3 angelenkt. Im Fahrgestell 1 sind beim Ausführungsbeispiel sechs Förderrinnen 4 unmittelbar nebeneinanderliegend schwenkbar um die horizontale Achse 5 befestigt. An den Seiten der Förderrinnen 4 greifen jeweils zwei Höheneinstelleinrichtungen 3 ein.

Die Förderrinnen 4 tragen an ihrem unteren, vorderen Ende ein Schneidwerkzeug 6. Außerdem ist über jede Förderrinne 4 eine Kratzerkette 7 so angeordnet, daß sie das von den Schneidwerkzeugen 6 unterschnittene Mineral erfaßt, auf der Förderrinne nach oben weiterführt und an deren Abwurfende 8 abgibt. Das vordere Ende 9 der Kratzerkette 4 ist soweit vorgezogen, daß das Mineral von der Kette erfaßt wird, sobald es von den Schneidwerkzeugen 6 unterschnitten ist. Das vordere Ende tO des Schneidwerkzeuges 6 wird mit Hilfe der Höheneinstelleinrichtung 3 auf eine je nach den gegebenen Verhältnisen erforderliche Schnitttiefe gegenüber der Oberfläche des Meeresgrundes eingestellt. Diese Schnittiefe kann variieren, sie hängt von dem Material des Meeresgrundes, von der Lagertiefe der erfaßten Materialien usw. ab. Diese Einstellung der Schnittiefe kann mittels nicht dargestellter Meßwerkzeuge erfolgen. Die Einstellung der Schnittiefe ist einmal abhängig von der Einsinktiefe der Fahrwerke, d. h. die Höhenlage des Aufnahmegerätes in bezug auf den Meeresboden, zum anderen erfolgt die Einstellung der Schneidwerkzeuge in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Schnittiefe, d. h. einem Abstand zwischen -ier Schneidekante der Schneidwerkzeuge und der Oberfläche des Meeresgrundes. Diese Vorgänge können selbsttätig mit an sich bekannten Meßeinrichtungen geregelt werden.

Unter den Abwurfenden 8 der nebeneinanderliegenden Förderrinnen 4 sind zwei Querförderer 11 im Fahrgestell 1 angeordnet, die das von der Kratzerkette 7 weitergeführte Material zu einem in die Mitte des Fahrgestells angeordneten Schräghochförderer 12 führen. Dieser kann aus einem Förderband unterschiedlicher Bauart bestehen. Zur Vermeidung von Mineralverlusten ist der Schräghochförderer 12 durch ein umlaufendes Deckband 13 abgedeckt Der Schräghochförderer 12 gibt das Mineral an eine Klassiereinrichtung 14 ab, die im Ausführungsbeispiel aus einem schräg gestellten Klassiersieb 15 besteht Oberhalb dieses Siebes ist eine Druckwasserzufuhr 16, beispielsweise in Form von mehreren nebeneinanderliegenden Düsen oder dergleichen angeordnet. Das abgewaschene Bodenmaterial fällt durch die öffnungen des Klassiersiebes 15 ab, während das gewünschte Material über das Klassiersieb 15 rutschend in einen Trichter 17 abgegeben wird, der seinerseits das Material zu einem nicht dargestellten Hochförderer führt.

Das Fahrgestell 1 ist an seinen beiden in bezug auf die Fahrtrichtung »P« vorderen Enden mit zwei Fahrwerken versehen, die beim Ausführungsbeispiel jeweils aus

ίο einem Schneckenpaar, zweier gegenläufiger und gegenläufig angetriebener Schnecken 18a, 18fc bestehen. Die Schnecken sind viergängig.

Die beidseitig des Fahrgestells I angeordneter Schneckenpaare 18a, 18£> sind einmal über Lenker 26 an dem Fahrgestell 1 angelenkt und zum anderen mittel; Hydraulikzylinder 27 höhenverstellbar.

Damit kann die Höhenlage des Aufnahmegeräte« einreguliert werden. Zur vollständigen Anpassung ar Unebenheiten. des Meeresbodens können uit Schneckenpaare 18,19 auch um ihre horizontale Achse 34 schwenkbar gelagert werden.

Im mittleren Bereich ist das Fahrgestell 1 auf einerr dritten Schneckenpaar 19a, 196 grundsätzlich gleichet Bauform und Antriebsweise gelagert, so daß gleichsarr eine 3-Punkte-Abstützung gebildet ist.

Eine andere Bauweise besteht darin, daß die die Schnecken tragenden Gestelle 20 starr mit derr Fahrgesivil 1 verbunden sind.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 unterscheidet siel·

dadurch von der vorher beschriebenen, daß al; Fahrwerke vier Schrieckenpaare 2ί, 22, 23, 24 dienen wobei das Schneckenpaar 19a, Virb nach F i g. 1 bis j gleichsam durch zwei Schneckenpaare 23,24 ersetzt ist Zwischen diesen Schneckenpaaren können die Klassier einrichtung, das untere Ende des Hochförderers usw gelagert sein. Die Schneckenpaare 23, 24 können zi einem Fahrgestell 25 verbunden sein, das um eine vertikale Achse und ggfs. auch um horizontale Achser schwenkbar mit dem Fahrgestell 1 verbunden ist

Das in F i g. 5 dargestellte Aufnahmegerät unterschei det sich von demjenigen nach F i g. 1 bis 3 inwesentlichen dadurch, daß die Förderrinne 4 mit dei Kratzerkette 7 und einem Gestänge 28 zu einerr Förderrinnensegment 29 vereinigt sind, das an einerr Kragarm 30 des Fahrgestells 1 um eine horizontale Achse 31 schwenkbar ist. Die Achsen 31 liegen etwE oberhalb des Bereiches des Schneidwerkzeuges 6. Zui Höheneinstellung kann ein Hydraulikzylinder 32 dienen Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sich die

so Höhenlage des Schneidwerkzeuges selbsttätig in Ab hängigkeit von der Festigkeit des Meeresboden! einstellt

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Förderrinnensegment 29 beim Auftreten von Hindernisser rückwärts nach oben schwenkt und dann die Hindernis se in dieser Stellung fiberlaufen kann. Das Förderrinnen segment kann weiterhin mit einer Meßvorrichtung 3i versehen sein, die den Ausschlagwinkel des Förderrin nensegments aufnimmt und anzeigt Die Meßvorrich rung kann beispielsweise zwischen dem Gestänge 2f und dem Kragarm 30 angelenkt sein. Die Meßvorrich tung kann nicht nur zur Anzeige sondern auch zui Regulierung des Antriebs bzw. zum Abschalten de: Antriebs oder dergleichen verwendet werden.

M Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Abwürfen de 8 der Förderrinne 4 stets im Bereich de: Querförderers 11 bleibt so daß keine Störungen in dei Mineralübergabe eintreten.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche;

1. Selbstfahrendes Aufnahmegerät für Mineralablagerangen auf dem Meeresboden, insbesondere Manganknollen, mit einer an einem Fahrgestell angebrachten horizontalen, in den Meeresboden einschneidenden Schneideinrichtung und einer damit zusammenarbeitenden Fördervorrichtung sowie einem Fahrantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (6) an einer schräg-hoch führenden Förderrinne (4) angeschlossen ist, die das Mineral einem Hochförderer zuführt, daß auf der Förderrinne (4) eine Kratzerkette (7) angeordnet ist, daß die Förderrinne (4) an ihrem Abwurfende (8) um eine horizontale Achse (5) schwenkbar im Fahrgestell (1) gelagert und höhenverstellbar ist

2. Aufnahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinne (4) und die KratzerkeUe (7) über ein Gestänge (28) um eine oberhalb des Aufnahrneberciches der Schneidwerkzeuge (6) liegende horizontale Achse (31) am Fahrgestell (1) bzw. einem Kragarm (30) aufgehängt ist.

3. Aufnahmegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ausschwenken der Förderrinne (4) über einen bestimmten einstellbaren Winkel eine Anzeige- bzw. Steuereinrichtung eingeschaltet wird.

4. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Förderrinnen (4) nebeneinanderliegend am Fahrgestell (1) unabhängig voneinander schwenkbar und höheneinstellbar sind.

5. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Förderrinnen (4) eine Höheneinstelleinrichtung (3) angreift, deren anderes Ende am Fahrgestell (1) gegebenenfalls an einem Kragarm (2) des Fahrgestells (1) befestigt ist

6. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höheneinstellung der Förderrinne (4) bzw. jede von mehreren Förderrinnen (4) selbsttätig durch Meßgeräte in Abhängigkeit von der wahlweise gewünschten Tiefe des Einschnittes des Schneidwerkzeuges (6) eingestellt werden.

7. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrgestell (1) mehrere nebeneinanderliegende Förderrinnen (4) angeordnet sind, und daß unterhalb deren Abwurfenden (8) im Fahrgestell (1) ein Querförderer (11) angeordnet ist, der zu einem Hochförderer führt

8. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Transportweg von den Förderrinnen (4) zum Hochförderer eine Klassiereinrichtung (14) angeordnet ist.

3. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassiereinrichtung (14) aus einem geneigten Klassiersieb (IS) besteht, auf dessen vorderen Seite Druckwasser (16) zugeführt ist.

10. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräghochförderer (12) innerhalb des Fahrgestells (1) durch Druckbänder (13) abgedeckt sind.

11. Aufnahmegerät nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrantrieb aus mehreren Schneckenpaaren (18a, 186, 19a, i9b, 21, 22, 23, 24) besteht, die jeweils in Fahrtrichtung liegend mit gegenläufigen Schnecken versehen und

gegenläufig angetrieben sind,

12. Aufnahmegerät nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenpaare (18a, t&b) höhenverstellbar gelagert sind.

13. Aufnahmegerät nach Anspruch H und 12, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Fahrgestells (1) zwei Schneckenpaare (18a, iSb) mittels hydraulischer Verstellmittel befestigt sind.

14. Aufnahmegerät nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken mehrgängig, insbesondere viergängig, sind.

15. Aufnahmegerät nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenkörper als Hohlkörper für Auftriebszwecke ausgebildet sind.

16. Aufnahmegerät nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet daß die Schnecken mit druckaufnehmenden Auftriebsmaterial gefüllt sind.