DE3429202C1 - Vorrichtung zum Aufnehmen von Manganknollen oder dergleichen vom Meeresboden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Manganknollen oder dergleichen vom Meeresboden der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Durch die DE-OS 25 04 694 ist ein selbstfahrendes Aufnahmegerät zum Aufnehmen von auf dem Meeresboden liegenden Materialien, wie insbesondere Manganknollen, mit einer horizontalen, in den Meeresboden einschneidenden Schneideinrichtung und mit einer damit zusammenarbeitenden Fördervorrichtung bekannt. Das Schneidwerkzeug ist an einer schräg-hoch führenden Förderrinne angeschlossen, die das Material einem Hochförderer zuführt, wobei über der Förderrinne eine Kratzerkette angeordnet ist. Die Schneideinrichtung nimmt nicht nur die auf dem Meeresboden liegenden Manganknollen auf, sondern schneidet auch eine Schicht des Meeresbodens ab, so daß unerwünschtes Material wie Sand oder Schlamm mit in die schräg-hoch führende Förderrinne gelangt und diese und damit nachfolgende Fördermittel mit belastet. Wird der Schlamm an einem hochgelegenen Punkt von den Manganknollen getrennt und wieder in das Wasser transportiert, so lagert er sich aufgrund seiner Schwebeeigenschaften nicht wieder sofort ab und belastet daher den den Förderort umgebenden Bereich des Meeres beträchtlich.

Durch die US-PS 36 97 134 ist eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekannt, bei der die am Umfang der Walze angeordneten Mittel zur Mitnahme von Manganknollen in Umfangsrichtung aus Klingen bestehen, die mit ihrer größten Ausdehnung in Achsrichtung der Walze und mit ihrer kleinen Ausdehnung in Radialrichtung angeordnet sind. Sie greifen teilweise in den Meeresboden ein und treiben dadurch die Walze an. Gleichzeitig nehmen sie im Bereich des Rostes die Manganknollen mit, bis diese an einem etwas oberhalb der Walzenachse gelegenen Punkt nach innen in einen Korb fallen, von dem aus sie dann mittels eines Förderrohres abgesaugt werden.

Damit die Klingen ihre Mitnahmefunktion erfüllen können, müssen sie verhältnismäßig tief in den Meeresboden eingreifen, womit die Gefahr verbunden ist, daß Lehm an den Klingen haften bleibt und mitgenommen wird. Dieser Lehm belastet dann die Vorrichtung und insbesondere den weiteren Förderweg der Manganknollen. Außerdem besteht der Nachteil, daß sich die Manganknollen im Bereich zwischen der Walze und dem Rost jeweils vor der in Förderrichtung dahinter liegenden Klinge sammeln und so zu der Gefahr des Einklemmens von Manganknollen zwischen Klinge und zur Beseitigung solcher Manganknollen darin, bei angetriebener Walze einfach deren Antriebsrichtung umzukehren, so daß der genannte Spalt freigebürstet wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind im Inneren der Walze mit Druckwasser gespeiste Düsen angeordnet, die radial von innen gegen die mit Durchbrüchen versehene Walze gerichtet sind, um so den Bürstenbesatz der Walze und die von den Bürsten transportierten Manganknollen von Sediment freizuspülen. Um

ίο dabei eine zu große Belastung des Meeres mit den freigespülten Sedimentanteilen zu vermeiden, ist es dabei zweckmäßig, die Walze im Spülbereich von einem dichten Gehäuse zu umgeben, das nur nach unten hin frei ist. In diesem Bereich wird wegen des vergrößerten Quer-Schnitts die Strömungsgeschwindigkeit des mit hoher Geschwindigkeit aus den Düsen austretenden Wassers beträchtlich verringert, und es tritt mit dieser verringerten Geschwindigkeit nach unten hin aus, so daß sich dort die abgespülten Sedimentanteile ablagern können.

Das die Walze haltende Gestell ist zweckmäßigerweise in einem Schlitten oder Wagen angeordnet bzw. bildet diesen, so daß die Walze in einer ganz bestimmten Höhe und die Zähne am Beginn des Rostes in einer ganz bestimmten Tiefe durch den Meeresboden bzw. entlang

Rost und gegebenenfalls auch zwischen Oberfläche der 25 seiner Oberfläche geführt werden. Die Walze kann da-Walze und Rost führen. bei vertikal beweglich gehalten sein, wobei die Kraft

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der betreffenden Art zu schaffen, bei der nur ein Mindestmaß an Sediment, wie beispielsweise Lehm, mitgenommen und aufgewirbelt wird, so daß die BeIastung des Meeres und der Fördereinrichtung mit aufgewirbeltem Lehm gering gehalten wird. Außerdem soll die Mitnahme von Manganknollen um den Bereich zwischen Walze und Rost sowie die Reinigung der Manganknollen von Lehm verbessert werden. Die Vorrichtung soll darüber hinaus einfach, zuverlässig und betriebsicher sein.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke besteht darin, keine unnachgiebigen Teile für die Mitnahme der Manganknollen zu verwenden, um ein Klemmen zu verhindern. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß die bürstenartigen Mittel die Manganknollen im wesentlichen in der räumlichen Anordnung weiterfördern, wie sie auf dem Meeresboden vorgelegen hat, so daß dadurch die Gefahr von Stauungen und Einklemmungen weitgehend vermieden ist. Die bürstenartigen Mittel haben darüber hinaus den Vorteil, daß sie eine lösende Wirkung auf Ablagerungen auf den Manganknollen haben, also z. B. zum Lösen von an den Knollen haftenden Lehms beitragen.

Die Borsten der bürstenartigen Mittel, die im wesentlichen radial zur Walze gerichtet sind, können in vorteilhafter Weise Rippen bilden, die zur Achsrichtung der Walze im wesentlichen parallel oder in einem spitzen Winkel verlaufen. Dadurch sind zwischen den Rippen Zwischenräume gebildet, in die auch größere Manganknollen leicht und tief eindringen können, um so mitgenommen zu werden.

Die Stäbe des Rostes sind in Bezug zu der Walze zweckmäßgerweise nachgiebig gehalten. Dadurch wird ein Festklemmen von Manganknollen vermieden, die größer sind als der Abstand zwischen Bürstengrund und Rost. Sollten sich trotzdem größere Manganknollen im Eingang des Spalts zwischen Walze und Rost festklemmen, so besteht eine andere zweckmäßige Möglichkeit nach unten durch Gewichte, Federn oder dergleichen einstellbar sein kann.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Radialschnitt durch eine Vorrichtung mit einer Bürstenwalze gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht nur auf die Bürstenwalze gemäß F i g. 1,

Fi g. 3 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 1 entgegen der durch Pfeile gezeigten Zugrichtung,

F i g. 4 die Anordnung der Vorrichtung nach F i g. 1 in einem Kettenfahrzeug,

F i g. 5 die Anordnung der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in einem Schlitten,

F i g. 6 eine verkleinerte Draufsicht auf F i g. 5, und

Fig.7 bis 9 verschiedene Ausführungsformen der Einstellung des Auflagedrucks der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in einem Schlitten gemäß F i g. 5.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Walze 1, die auf ihrer Außenfläche mit Borsten 2 aus Bronze besetzt ist. Die Walze ist um eine Achse 3 drehbar in einem Gehäuse 4 gehalten, das nach vorn in einen Trichter 5 übergeht, unterhalb dessen eine Mühle 6 für Manganknollen angeordnet ist, deren gemahlenes Gut durch ein Förderrohr 7 durch nichtgezeigte und für die Erfindung nicht weiter interessierende Mittel an die Meeresoberfläche befördert wird.

Die Walze 1 ist von einem etwa halbkreisförmig gebogenen Rost 8 umgeben, dessen in Umfangsrichtung verlaufende Stangen 9 im unteren Bereich Zinken 10 bilden, die in Zugrichtung weisen, die durch einen Pfeil angedeutet ist.

Im Inneren der Walze 1 sind mit Druckwasser gespeiste Düsen 12, 13 und 14 angeordnet, die radial nach außen gegen die Innenwandung der Walze 1 gerichtet sind. Die Walze 1 weist Durchbrüche auf, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind und durch die die Strahlen aus den Düsen 12, 13 und 14 von innen gegen die Borsten 2 und gleichzeitig auch gegen von diesen mitgeführte Manganknollen 15 gerichtet sind, so daß beides von Sediment freigespült wird, das an den Man-

5 6

ganknollen 15 oder an den Borsten 2 haftet. Das Wasser Antriebszwecken zum Antrieb des gesamten Fahrzeugs strömt mit großer Geschwindigkeit durch den Rost 8 dient.

und in einen dahinterliegenden Raum 16, der durch ei- Fig.5 entspricht im wesentlichen Fig.4. Gleiche

nen Gehäuseteil 17 weitgehend geschlossen ist, bis auf Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Bei der einen unteren Spalt 18, der zwischen dem Gehäuseteil 5 Ausführungsform gemäß Fi g, 5 sind jedoch die GMe-17 und einer Oberfläche 19 eines Meeresbodens 20 ge- derketten 31 und die damit zusammenwirkenden Teile bildet ist. In diesem Raum 16 wird die Strömungsge- weggelassen. Stattdessen ist der Abweiser 39 nach hinschwindigkeit des Wassers wesentlich verlangsamt, so ten verlängert und bildet so Kufen 46, so daß insgesamt daß sich abgespültes Sediment in einer Schicht 21 auf ein Schlitten 47 gebildet ist.

den Meeresboden absetzen kann. Auf diese Weise io Bei beiden Ausführungsformen gemäß den F i g. 5 bleibt die Belastung des umgebenden Meeres mit und 6 befindet sich auf der Oberseite jeweils eine Flosse Schwebstoffen auf ein Mindestmaß beschränkt. 48, die die Vorrichtung beim Absenken und auch beim

Bei Benutzung der Vorrichtung wird diese in Rieh- Ziehen stabilisieren soll.

tung des Pfeiles 11 über den Meeresboden 20 gezogen, F i g. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung ge-

wobei die Zinken 10 etwas in die Oberfläche eingreifen 15 maß F i g. 5. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszif- und Manganknollen 22 untergreifen, die dann durch die fern versehen. Es ist zu erkennen, daß nebeneinander Borsten 2 der sich drehenden Walze 1 auf der Innenseite zwei Anordnungen gemäß F i g. 3 in dem Schlitten 47 des Rostes 8 mitgenommen und nach oben gefördert angeordnet sind, so daß eine größere Breite des Meereswerden. Auf diesem Wege erfolgt die Freispülung durch bodens überstrichen und abgebaut wird, die Wasserstrahlen aus den Düsen 12,13 und 14. Auf der 20 F i g. 7 zeigt schematisch und verkleinert die Anord-Oberseite der Walze 1 endet der Rost 8, so daß Mangan- nung gemäß F i g. 5, so daß die schwenkbare Aufhänknollen 23 im wesentlichen frei aufliegen und dann in gung der Vorrichtung gemäß F i g. 1 deutlich wird. Die den Trichter 5 herunterfallen, so daß sie von dort in die Gewichte 43 sind in Richtung eines Doppelpfeiles 49 Mühle 6 gelangen und in für eine Förderung mit Wasser verstellbar, so daß auf diese Weise die Kraft in Richtung zweckmäßiger Korngröße durch die Förderleitung 7 in 25 eines Pfeiles 50 nach unten verstellbar ist, mit der die Richtung eines Pfeiles 24 an die Meeresoberfläche ge- Zinken in den Meeresboden 20 eindringen, fördert werden. Im Bereich vor dem Trichter 5 ist ein . Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8, die im übri-Kamm 25 mit Zähnen vorgesehen, die in die Borsten 2 gen der gemäß F i g. 7 entspricht, ist statt der Gewichte eingreifen und dafür sorgen, daß auch noch in den Bor- 43 ein Hydraulikzylinder 51 vorgesehen, mit dem die sten eingeklemmte Manganknollen herausgehoben 30 Höhe der Zinken 10 einstellbar ist, mit der diese nach werden. unten über die Kufen 46 vorstehen.

F i g. 2 zeigt die Walze 1 gemäß F i g. 1 für sich in der F i g. 9 zeigt eine weitere Abwandlung der schema-

Draufsicht. Es ist zu erkennen, daß die Borsten 2 Rippen tisch in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform, wobei statt 26 bilden, die am Umfang der Walze geringfügig spiral- der Gewichte 43 eine Zugfeder 52 vorgesehen ist. Falls förmig angeordnet sind. Die Rippen haben dabei unter- 35 eine Gewichtsentlastung gewünscht ist, kann die Feder einander einen Abstand von ungefähr 50 mm, die Breite 52 auch eine Druckfeder sein.

der Rippen beträgt ungefähr 10 mm, während die Bor- -

stenlänge ungefähr 50 mm beträgt. Die Walze 1 besteht Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

aus zwei Walzenteilen 27 und 28 deren Rippen jeweils :

gegensinnig geneigt sind, um so axiale Kräfte durch die 40
Wirkung der Schrägstellung zu vermeiden.

F i g. 3 zeigt eine Ansicht der F i g. 1 im wesentlichen
entgegen der Richtung des Pfeiles 11, also entgegen der
Zugrichtung. Es ist zu erkennen, daß das Gehäuse im
vorderen Bereich jeweils zu dem Förderrohr 7 hin ge- 45
neigte Flächen 29 aufweist, die dafür sorgen, daß die
Manganknollen zu dem Förderrohr 7 hin rutschen.

F i g. 4 zeigt die Anordnung der Vorrichtung gemäß
F i g. 1 in einem Wagen 30, der Gliederketten 31 aufweist, die über Räder 32,33,34,35 und 36 geführt sind. 50
Der Wagen 30 wird mittels eines Zugseiles 37, mit dem
eine Versorgungsleitung 38 und außerdem das Förderrohr 7 verbunden sind, gezogen. Auf der Vorderseite
des Wagens befindet sich ein Abweiser, der bei größeren, auf dem Meeresboden befindlichen Gegenständen 55
wirksam wird.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist in einem vornliegenden Drehgelenk 40 vertikal in Richtung eines Doppelpfeiles 41 verschwenkbar aufgehängt, wobei die Zinken 10 unter dem unteren Trumm der Gliederkette 31 60
vorstehen, so daß sie in den Meeresboden eindringen
können. An dem die Achse 3 der Walze 1 haltenden
Gestell befindet sich ein Arm 42, an dem Gewichte 43
angebracht sind, die die Walze 1 mit dem Rost 8 nach
unten drücken, um den Auflagedruck zu erhöhen. Au- 65
ßerdem ist ein von der Versorgungsleitung 38 gespeister
Elektromotor vorgesehen, der einen Hydraulikmotor 45
speist, der zu Steuerungs- und gegebenenfalls auch zu

Claims (23)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufnehmen von Manganknollen oder dergleichen vom Meeresboden, mit einem über den Meeresboden zu ziehenden Gestell, von dem eine um eine horizontale Achse drehbare Walze gehalten ist, die auf ihrem Umfang Mittel zur Mitnahme von Manganknollen in Umfangsrichtung aufweist und die von einem Punkt im Bereich der tiefsten Stelle der Walze bis zu einem Punkt in Zugrichtung hinten oben von einem konzentrisch angeordneten Rost umgeben ist, der sich in Umfangsrichtung erstreckende Stäbe aufweist, die im Bereich der tiefsten Stelle in Zugrichtung weisende Zinken zum Untergreifen von Manganknollen bilden, und mit Mitteln zum Auffangen von von der Walze nach oben geförderten Manganknollen, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang der Walze

(1) angeordneten Mittel zum Mitnehmen von Manganknollen bürstenartig ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bürstenartigen Mittel aus Borsten

(2) bestehen, die zur Achsrichtung im wesentlichen parallele Rippen (26) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (26) am Umfang der Walze (1) geringfügig spiralförmig angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rippen (26) ungefähr 50 mm beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Rippen (26) in Umfangsrichtung ungefähr 10 mm beträgt

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (2) eine Länge von ungefähr 50 mm haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (2) aus Bronze bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (9) des Rostes (8) in Bezug zu der Walze (1) nachgiebig gehalten sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) in Bezug auf die Manganknollen (15) undurchlässig ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung der Walze (1) hinter dem Rost (8) und vorzugsweise im in Bezug auf die Zugrichtung vorderen Bereich der Walze (1) ein zwischen die Borsten (2) greifender Kamm (25) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung der Walze (1) hinter dem Rost (8) und im in Bezug auf die Zugrichtung vorderen Bereich der Walze (1) eine an ein Förderrohr (7) angeschlossene Auffangeinrichtung für herabfallende Manganknollen (23) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangeinrichtung einen Brecher oder eine Mühle (6) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) und der Rost (8) bis zu der Auffangeinrichtung von einem Gehäuse (4, 17) umschlossen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Walze (1) an eine Pumpe angeschlossene Düsen (12, 13, 14) angeordnet sind, die im Bereich des Rostes (8) im wesentli-

chen radial von innen gegen die Walze (1) gerichtet sind, die wenigstens im Bereich der Düsen (12,13,14) Durchbrüche aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Walze (1) abgewandten Seite des Rostes (8) wenigstens im Strahlbereich der Düsen (12,13,14) eine Prallvorrichtung, vorzugsweise ein nur unmittelbar über dem Meeresboden offenes Gehäuse (17) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell einen Schlitten (47) oder einen Wagen (30) bildet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) in dem Wagen (30) in vertikaler Richtung beweglich gehalten ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Höhenverstellung der Walze in Bezug zu dem Wagen (30), vorzugsweise zum Gewichtsausgleich oder zur Ausübung einer Kraft nach unten, vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein Gewicht (43), eine Feder (52) oder einen hydraulischen Zylinder (51) aufweisen, welche an einem einarmigen Hebel (42) angreifen, der an dem Gestell angelenkt ist und an dem die Achse (3) der Walze (1) gelagert ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) drehangetrieben ist

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Walze (1) änderbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schlitten (47) oder Wagen (30) in Achsrichtung nebeneinander beweglich zueinander angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (47) oder Wagen (30) auf seiner Oberseite eine Leitflosse (48) aufweist.