DE1249175B

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Publication number: DE1249175B
Application number: DENDAT1249175D
Authority: DE
Publication date: 1967-08-31

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CInt. C.

E02fE02f

Deutsche Kl.: 84 d - 3/76German class: 84 d - 3/76

Nummer: 1 249 175Number: 1 249 175

Aktenzeichen: A 33190 V/84 dFile number: A 33190 V / 84 d

Anmeldetag: 4. November 1959 Filing date: November 4, 1959

Auslegetag: 31. August 1967Opened on August 31, 1967

Die Erfindung betrifft einen Schwimmbagger, insbesondere einen Saugbagger, mit einer von einem Schwenkarm getragenen und mittels des Schwenkarmes auf die Gewässersohle absenkbaren Baggervorrichtung sowie mit einer Echolotanlage zur Feststellung der jeweiligen Lage der Baggervorrichtung in bezug auf die Gewässersohle.The invention relates to a dredger, particularly a suction dredger, having one of one Swivel arm carried and lowerable by means of the swivel arm on the river bed dredging device as well as with an echo sounder system to determine the respective position of the excavator device in relation to the river bed.

Bei bekannten Schwimmbaggern dieser Art ist der Schwinger der Echolotanlage unmittelbar am Schiffskörper angeordnet und wird die jeweilige Lage der Baggervorrichtung in bezug auf die Gewässersohle aus der mittels der Echolotanlage ermittelten Wassertiefe und der Absenktiefe der Baggervorrichtung errechnet, die durch mechanische Mittel, z. B. aus der Länge des die Baggervorrichtung tragenden Schwenkarmes und dessen Neigungswinkel, ermittelt wird. Diese Methode zur Feststellung der jeweiligen Lage der Baggervorrichtung in bezug auf die Gewässersohle ist jedoch nicht nur verhältnismäßig umständlich, sondern führt auch zu Fehlergebnissen, wenn die Gewässersohle starke Unebenheiten aufweist, da sich die mit der Gewässersohle im Eingriff stehende Baggervorrichtung im allgemeinen nicht unter, sondern in einem gewissen Abstand hinter dem Schiffskörper befindet und bei stark unebener Gewässersohle daher die Wassertiefe im Bereich der Baggervorrichtung vielfach nicht mit der mittels der Echo-Iotanlage unmittelbar unter dem Schiffskörper ermittelten und zur Errechnung der Lage der Baggervorrichtung in bezug auf die Gewässersohle herangezogenen Wassertiefe übereinstimmt. Es ist zwar zur Vermeidung dieses Nachteiles bereits vorgeschlagen worden, den Schwinger der Echolotanlage mittels einer Haltevorrichtung, z.B. mittels eines Schwimmers, hinter dem Schwimmbagger unmittelbar über der Baggervorrichtung anzuordnen, doch hat dies wiederum den Nachteil, daß die Messungen der Echolotanlage durch die am hinteren Ende des Schiffskörpers befindlichen Schrauben des Schwimmbaggers akustisch gestört werden.In known dredgers of this type, the transducer of the echo sounder system is directly on the hull arranged and is the respective position of the dredging device in relation to the river bed calculated from the water depth determined by the echo sounder system and the lowering depth of the dredging device, by mechanical means, e.g. B. from the length of the swing arm carrying the excavator and its angle of inclination is determined. This method of determining the current position of the dredging device in relation to the river bed however, is not only relatively cumbersome, but also leads to error results if the river bed has strong unevenness because the one in engagement with the river bed Dredging device generally not below, but at a certain distance behind the hull and therefore the depth of the water in the area of the dredging device if the river bed is very uneven often not with the one determined by the echo-iot system directly under the hull and used to calculate the position of the dredging device in relation to the river bed Water depth matches. It has already been proposed to avoid this disadvantage the transducer of the echo sounder system by means of a holding device, e.g. by means of a float, to be arranged behind the dredger immediately above the dredging device, but this has again the disadvantage that the measurements of the echo sounder system through the at the rear end of the hull screws of the dredger are acoustically disturbed.

Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Schwimmbagger zu vermeiden, und besteht darin, daß der Schwinger der Echolotanlage so ausgebildet und in der Nähe der mit der Gewässersohle im Eingriff stehenden Baggervorrichtung derart am Schwenkarm der Baggervorrichtung angeordnet ist, daß lici gegebener Neigung bzw. bei gegebenem Neigimgsbereich des Schwenkarmes während des Baggerbctricbes die Schallwellen des Schwingers wenigstens den senkrecht unter dem Schwinger liegenden Punkt der Gewässersohle erreichen. Hierdurch wird erreicht, daß die Lage der Baggervorrichtung in bezug auf die Schwimmbagger, insbesondere SaugbaggerThe invention aims to avoid the disadvantages of the known dredgers, and consists in that the transducer of the echo sounder system is designed and in the vicinity of which engages with the river bed standing excavator is arranged on the swivel arm of the excavator, that lici a given inclination or with a given inclination range of the swivel arm during the excavator tricbes the sound waves of the transducer at least the point lying vertically below the transducer reach the river bed. This ensures that the position of the excavator with respect to the Floating dredgers, in particular suction dredgers

Anmelder:Applicant:

Atlas-Werke Aktiengesellschaft,
Bremen, Stephanikirchenweide 1-19Atlas-Werke Aktiengesellschaft,
Bremen, Stephanikirchenweide 1-19

Als Erfinder benannt:
Dr. Hans Kietz, BremenNamed as inventor:
Dr. Hans Kietz, Bremen

Gewässersohle auch bei stark unebener Gewässersohle jeweils unmittelbar mit Hilfe der von der Echolotanlage gemessenen Werte festgestellt werden kann.The bottom of the river, even if the bottom of the river is very uneven, directly with the help of the echo sounder system measured values can be determined.

Der Schwinger der Echolotanlage kann an dem Schwenkarm der Baggervorrichtung pendelnd aufgehängt sein. Außerdem kann der Schwinger quer zur Fahrtrichtung des Schwimmbaggers' eine schmalere Richtcharakteristik besitzen als in Fahrtrichtung.The transducer of the echo sounder system can be suspended in a pendulous manner on the swivel arm of the excavator device be. In addition, the oscillator can be narrower transversely to the direction of travel of the dredger Have directional characteristics than in the direction of travel.

Die Echolotariläge ist zweckmäßig mit einem Anzeigegerät versehen, das die Absenktiefe der mit der Gewassersohle im Eingriff stehenden Baggervorrichtung anzeigt. Hierbei kann die Kabelleitung, die den Schwinger der Echolotanlage mit dem Anzeigegerät auf dem Schwimmbagger verbindet, über Rollen geführt sein, durch deren Drehung beim Heben und Senken des die Baggervorrichtung tragenden Schwenkarmes das Anzeigegerät betätigt wird.The Echolotariläge is expediently provided with a display device that shows the lowering depth of the Indicates the bottom of the water digging device engaged. Here, the cable line that the The transducer of the echo sounder system connects to the display device on the dredger, guided by rollers be, by their rotation when lifting and lowering the excavator supporting Swivel arm the display device is operated.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt das Anzeigegerät eine die Absenktiefe der Baggervorrichtung registrierende Schreibvorrichtung, deren umlaufender Schreibstift auf seiner Umlaufbahn jeweils mit einem Schaltkontakt für den Erregerstromkreis des Schwingers zusammenwirkt, der mittels einer mechanischen oder elektrischen Fernsteuerung entsprechend der gemessenen Absenktiefe des Schwingers verstellt wird. Zusammen mit dem Schaltkontakt kann noch ein Tsolierstreifen verstellt werden, der jeweils nach dem Aussenden eines Schallimpulses durch den Schwinger den von dem Echo des Schallimpulses bewirkten Schreibvorgang des Schreibstiftes an der der Absenktiefe der Baggervorrichtung entsprechenden Stelle des Registrierpapiers unterbricht. Dadurch wird erreicht, daß die Höhe des weggebaggerten Bodens in dem Echogramm sinnfällig dargestellt wird.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the display device has a Writing device registering the lowering depth of the excavator device, its revolving pen interacts on its orbit with a switching contact for the excitation circuit of the oscillator, by means of a mechanical or electrical remote control according to the measured Lowering depth of the transducer is adjusted. Together with the switching contact, a Isolation strips are adjusted, each after a sound pulse has been emitted by the transducer the writing process of the pen at the lowering depth caused by the echo of the sound pulse the digging device corresponding point of the recording paper interrupts. This achieves that the height of the excavated soil is clearly shown in the echogram.

In vielen Fällen genügt es, unter Ausnutzung der vollen Breite des Registrierpapiers im wesentlichen nur die Tiefenzone zwischen dem Schwinger undIn many cases it is sufficient to use essentially the full width of the recording paper only the depth zone between the transducer and

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einer wenige Meter unter der Baggervorrichtung liegenden Ebene in dem Echogramm darzustellen.a level lying a few meters below the excavator device in the echogram.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically, namely shows

Fig. 1 die Echolotanlage eines Saugbaggers nach der Erfindung undFig. 1 shows the echo sounder system of a suction dredger according to the invention and

F i g. 2 eine mit dem Anzeigegerät der Echolotanlage nach F i g. 1 zusammenwirkende Schreibvorrichtung. F i g. 2 one with the display device of the echo sounder system according to FIG. 1 cooperating writing device.

Der als Saugbagger ausgebildete Schwimmbagger ist mit einem als Saugrohr ausgebildeten Schwenkarm 1 versehen, der um eine horizontale Achse 2 schwenkbar ist. Die Baggervorrichtung 4, die durch den Saugrohrkopf gebildet wird, läßt sich dadurch auf die Gewässersohle 3 herabsenken. Die Gewässersohle 3 hat von der Wasseroberfläche 5 einen Tiefenabstand 6. Diese Tiefe wird durch Wegnahme einer Bodenschicht durch die Baggervorrichtung 4 auf die Tiefe 7 vergrößert.The dredger designed as a suction dredger is provided with a swivel arm 1 designed as a suction pipe, which can be swiveled about a horizontal axis 2. The dredging device 4, which is formed by the suction pipe head, can thereby be lowered onto the river bed 3. The river bed 3 is at a depth 6 from the water surface 5. This depth is increased to the depth 7 by removing a soil layer by the dredging device 4.

Zur Feststellung der jeweiligen Lage der Baggervorrichtung 4 in bezug auf die Gewässersohle 3 dient eine Echolotanlage mit einem Schwinger 8. Dieser Schwinger 8 ist in der Nähe der mit der Gewässersohle 3 im Eingriff stehenden Baggervorrichtung 4 am Schwenkarm 1 so aufgehängt, daß er einen freien Abstand 9 von der Gewässersohle 3 aufweist. Zu diesem Zweck ist die Kabelleitung 10, die den Schwinger 8 mit dem Anzeigegerät auf dem Schwimmbagger verbindet, über Rollen 11,12 geführt, durch deren Drehung beim Heben und Senken des die Baggervorrichtung 4 tragenden Schwenkarmes 1 das Anzeigegerät betätigt wird. Auf der Welle 13 der Rolle 11 ist eine Potentiometereinrichtung 14 angebracht, an der sich der Absenktiefe 15 des Schwingers 8 entsprechende Meßwerte einstellen. Durch übliche Verfahren der Fernsteuerung werden diese Meßwerte zur Verstellung eines Schaltkontaktes 25 der Schreibvorrichtung in der Weise benutzt, daß die ScTiälTaussendürig jeweils erst erfolgt, wenn der Schreibstift 19 der Schreibvorrichtung die der Absenktiefe des Schwingers 8 entsprechende Tiefenlinie passiert.A depth sounder system is used for determining the respective position of the dredging unit 4 with respect to the river bed 3 with a transducer 8. This transducer 8 is suspended in the vicinity of the stationary with the riverbed 3 in engagement dredging unit 4 on the swinging arm 1 so that it has a free space 9 of the river bed 3 has. For this purpose, the cable 10, which connects the oscillator 8 with the display device on the dredger, is guided over rollers 11 , 12, the rotation of which actuates the display device when the swing arm 1 carrying the dredger 4 is raised and lowered. A potentiometer device 14 is attached to the shaft 13 of the roller 11 , on which the measurement values corresponding to the lowering depth 15 of the oscillator 8 are set. Using conventional remote control methods, these measured values are used to adjust a switching contact 25 of the writing device in such a way that the ScTiälTaussendürig only takes place when the pen 19 of the writing device passes the depth line corresponding to the lowering depth of the oscillator 8.

Die mit dem Anzeigegerät der Echolotanlage verbundene Schreibvorrichtung ist in F i g. 2 dargestellt. Darin ist 20 ein Registrierpapier, das von einer Vorratsrolle in der Richtung des Pfeiles 21 abläuft, während der Schreibstift 19, der an einem durch einen Motor 22 angetriebenen umlaufenden Band 23 befestigt ist, in regelmäßigen Zeitintervallen auf der Linie 24 von oben nach unten über das Registrierpapier 20 hinweggleitet.The writing device connected to the display device of the echo sounder system is shown in FIG. 2 shown. In it, 20 is a recording paper that runs from a supply roll in the direction of arrow 21 , while the pen 19, which is attached to a rotating belt 23 driven by a motor 22, passes over the line 24 from top to bottom at regular time intervals Registration paper 20 slides away.

Bei normalen Echolotanlagen, die zur Bestimmung der Wassertiefe mittels eines am Schiff fest eingebauten Schwingers dienen, erfolgt die Schallaussendung, wenn der Schreibstift der Schreibvorrichtung die Nullinie der Tiefenskala des Registrierpapiers passiert. Dabei stellt diese Nullinie die Wasseroberfläche oder eine dem Tiefgang des Schiffes entsprechende Linie dar. Zu diesem Zweck ist bei der Schreibvorrichtung nach der Erfindung am Band 23 ein Schaltkontaktgeber 18 angebracht, der mit dem im wesentlichen ruhenden Schaltkontakt 25 für den Erregerstromkreis des Schwingers 8 zusammenarbeitet. Im vorliegenden Fall, in dem der Abstand 15 des am Schwenkarm 1 angebrachten Schwingers 8 von der Wasseroberfläche 5 je nach der Absenktiefe der Baggervorrichtung 4 verschieden ist, wird zumWith normal echo sounder systems, which are used to determine the water depth by means of a transducer permanently installed on the ship, the sound is emitted when the pen of the writing device passes the zero line of the depth scale of the recording paper. In this case, this zero line the water surface or the draft of the vessel corresponding line. For this purpose, a switching contactor 18 mounted in the writing device according to the invention, the belt 23, which cooperates with the substantially stationary switch contact 25 for the excitation circuit of the vibrator. 8 In the present case, in which the distance 15 of the oscillator 8 attached to the swivel arm 1 from the water surface 5 is different depending on the lowering depth of the dredging device 4, for

Zweck einer sinnfälligen Darstellung im Echogramm die Schallaussendung erst bewirkt, wenn der Schreibstift 19 bei seinem Lauf entlang der Tiefenskala den der jeweiligen Absenktiefe 15 des Schwingers 8 entsprechenden Tiefenwert erreicht. Dies wird dadurch bewirkt, daß der Schaltkontakt 25 in bezug auf die Nullinie 26 verstellbar angeordnet ist. Diese Verstellung des Schaltkontaktes 25 in Abhängigkeit von der Absenktiefe 15 des Schwingers 8 wird z. B. durchFor the purpose of a clear representation in the echogram, the sound is only emitted when the pen 19, while running along the depth scale, reaches the depth value corresponding to the respective lowering depth 15 of the oscillator 8 . This is achieved in that the switching contact 25 is arranged to be adjustable with respect to the zero line 26. This adjustment of the switching contact 25 depending on the lowering depth 15 of the oscillator 8 is z. B. by

ίο einen Servomotor 27, der von dem in F i g. 1 beschriebenen Potentiometer 14 gesteuert wird, mittels eines Seilzuges 28, der über Rollen 29 und 30 läuft, selbsttätig vorgenommen. An dem Seilzug 28 ist ferner ein Schaltzeichen 31 befestigt, das die Lage der Baggervorrichtung 4 anzeigt und entsprechend der Neigung des Schwenkarmes 1 mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Stelltriebes verstellbar ist. Mit diesem Schaltzeichen 31 ist als Schreibunterbrecher ein Isolierstreifen verbunden, über den der Schreibstift 19 bei seinem Lauf hinweggleitet, so daß eine kurzzeitige Unterbrechung in der Aufzeichnung der durch die Breite der Richtcharakteristik des Schwingers 8 bedingten, scharf einsetzenden, aber nachhallartig ausklingenden Bodenechos an der Stelle der Baggervorrichtung 4 eintritt. Das in F i g. 2 dargestellte Echogramm zeigt ein sinnfälliges Bild, das sich ergibt, wenn der Schwenkarm 1 aus seiner horizontalen Lage allmählich zum Boden in die Arbeitsstellung abgesenkt wird. Die obere Linie 32 gibt die jeweilige Lage des Schwingers 8 in bezug zur Wasseroberfläche 5 an und entsteht durch elektrische Wirkung auf den Schreibstift 19 in dem Augenblick, wenn der Schwinger 8 zur Aussendung des Schallimpulses eingeschaltet wird. Die zweite Linie 33, die die Lage der Baggervorrichtung 4 angibt, entsteht durch die Wirkung des oben erwähnten Isolierstreifens, und zwar im linken Teil des Echogramms oberhalb der Gewässersohle 3 durch einen elektrischen Impuls bei Aufhebung der Unterbrechung der Wirkung auf den Schreibstift 19 und im rechten Teil des Echogramms die weiße Linie innerhalb der Bodenzone durch die kurzzeitige Unterbrechung der Schreibstiftwirkung. Die schwarz gezeichnete Fläche oberhalb der weißen Linie stellt die Höhe des an der betreffenden Stelle weggebaggerten Bodens dar, so daß eine laufende Kontrolle hinsichtlich der Menge des beim Arbeiten des Baggers weggebaggerten Bodens möglich ist. ίο a servomotor 27, which is of the in F i g. 1 described potentiometer 14 is controlled by means of a cable 28 which runs over rollers 29 and 30 , made automatically. A circuit symbol 31 is also attached to the cable 28 , which indicates the position of the excavator device 4 and can be adjusted according to the inclination of the pivot arm 1 by means of an actuating drive not shown in the drawing. With this circuit symbol 31 an insulating strip is connected as a write interrupter, over which the pen 19 slides during its run, so that a brief interruption in the recording of the ground echoes caused by the width of the directional characteristic of the oscillator 8 , sharp onset but reverberant fading ground echoes at the point the excavator device 4 enters. The in Fig. The echogram shown in FIG. 2 shows a clear picture that results when the swivel arm 1 is gradually lowered from its horizontal position towards the ground into the working position. The upper line 32 indicates the respective position of the oscillator 8 in relation to the water surface 5 and is produced by electrical action on the pen 19 at the moment when the oscillator 8 is switched on to emit the sound pulse. The second line 33, which indicates the position of the dredging device 4 , is created by the action of the above-mentioned insulating strip, namely in the left part of the echogram above the river bed 3 by an electrical impulse when the interruption of the action on the pen 19 and in the right Part of the echogram is the white line within the bottom zone due to the brief interruption of the pen action. The area drawn in black above the white line represents the height of the soil dredged away at the relevant point, so that continuous control of the amount of soil dredged away when the excavator is working is possible.

Bei Schwimmbaggern mit veränderlichem Tiefgang kann durch entsprechende Verschiebung des Registrierpapiers 20 nach oben oder unten in Richtung des Pfeiles 34 oder durch zusätzliche Verstellung des Schaltkontaktes 25 in bezug auf die Nullinie 26 diese Tiefgangsänderung berücksichtigt werden, und zwar kann dies von Hand oder selbsttätig durch eine in Verbindung mit einem Tiefgangsmesser stehende Fernsteuerung bewirkt werden.In the case of dredgers with variable drafts, this change in draft can be taken into account by shifting the recording paper 20 upwards or downwards in the direction of arrow 34 or by additionally adjusting the switching contact 25 with respect to the zero line 26 , and this can be done manually or automatically by an in Connection with a draft meter standing remote control can be effected.

Wenn es nicht darauf ankommt, den Absenkvorgang der Baggervorrichtung 4 zur Gewässersohle 3 zu beobachten und aufzuzeichnen, sondern nur die Lage der Baggervorrichtung 4 in bezug auf die Gewässersohle 3 und die weggebaggerte Bodenhöhe möglichst genau ablesbar darzustellen, kann auch nur ein Ausschnitt des in F i g. 2 gezeigten Tiefenbereiches etwa zwischen dem rechten waagerechten Teil der Linie 32 und der durch Echowirkung aufgeschriebenen Gewässersohle 3 in vergrößertem Maßstab registriert werden, indem die Umlaufgeschwin-If it is not important to observe the lowering of the excavator 4 to the river bottom 3 and record, but only the position of the excavator 4 with respect to the river bottom 3 and the weggebaggerte ground level just read represent possible, can also only a part of in F i G. 2 shown depth range approximately between the right horizontal part of the line 32 and the written down by echo effect river bed 3 are registered on an enlarged scale by the circulation speed

Claims

speed of the tape 23 is increased accordingly with the pen 19 and the moment of sound emission to the upper edge of the recording paper 20 is relocated. In this case, the indicator 31 is to be replaced by another one that corresponds to the distance between the excavator device 4 and the oscillator 8 recorded on a larger scale. Patent claims:

1. Floating dredger, in particular suction dredger, with a dredging device carried by a swivel arm and lowerable to the bottom of the water by means of the swivel arm and with an echo sounder system for determining the respective position of the dredging device with respect to the bottom of the water, characterized in that the transducer (8) of the echo sounder system the dredging ao device is arranged (4) is formed and in the vicinity of the stationary with the river bed (3) in engagement dredging unit (4) in such a way on the swivel arm (1) that for a given inclination or for a given inclination range of the pivoting arm (1 ) while the dredger is in operation, the sound waves of the oscillator (8) reach at least the point of the river bed (3) lying vertically below the oscillator (8) .

2. Floating dredger according to claim 1, characterized in that the oscillator (8) of the echo sounder system is suspended in a pendulous manner on the swivel arm (1) of the dredging device (4).

3. Dredger according to claim 1 or 2, characterized in that the transducer (8) of the echo sounder system transversely to the direction of travel of the dredger has a narrower directional characteristic than in the direction of travel.

4. Dredger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Equip the echo sounder system with a display device

is indicative of the lowering depth (7) of the river bed (3) meshing dredging unit (4).

5. Floating dredger according to claim 4, characterized in that the cable line (10) which connects the transducer (8) of the echo sounder system with the display device on the floating dredger is guided via rollers (11, 12) by rotating them when lifting and lowering of the swing arm (1) carrying the excavator device (4 ), the display device is actuated.

6. Floating excavator according to claim 4 or 5, I characterized in that the display device has a writing device which records the lowering depth (7) of the excavation device (4) , the rotating pen (19) of which on its orbit each with one in the excitation circuit of the oscillator (8 ) activated switching contact (25) interacts, which is adjusted by means of a mechanical or electrical remote control according to the measured lowering depth (15) of the oscillator (8) . J

7. Floating excavator according to claim 6, characterized in that an insulating strip is adjusted together with the switching contact (25) , which after each transmission of a sound pulse by the transducer (8) causes the writing process of the pen (19) caused by the echo of the sound pulse the position of the recording paper (20) corresponding to the lowering depth (7) of the excavator device (4) .

8. Floating excavator according to claim 6 or 7, characterized in that using the full width of the recording paper (20) essentially only the depth zone between the vibrator (8) and a few meters below the excavator device (4) lying plane is shown in the echogram .

1 sheet of drawings