DE2911570A1 - Traegervorrichtung fuer im getauchten zustand bewegte geraete - Google Patents

Description

Trägervorrichtung für im getauchten Zustand bewegte Geräte

Die Erfindung betrifft eine Trägervorrichtung für Geräte, die im getauchten Zustand auf einer im wesentlichen konstanten Tiefe bewegt werden sollen.

Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie Gegenstände wie ozeanographische Forschungsgeräte transportiert und sich hierbei auf einer bestimmten Tauchtiefe fortbewegt, wenn sie durch ein Schiff gezogen wird. Zum seismischen Aufschließen in Wasser oder zur Untersuchung des Meeresbodens verwendbare Geräte wie Emissionsquellen für seismische Wellen, Empfangseinrichtungen, Sonare und Echosonden lassen sich beispielsweise mit einer Einrichtung, wie sie erfindungsgemäß vorgeschlagen werden soll, transportieren.

Auf dem Fachgebiet bekannt ist eine Vorrichtung mit zwei Rümpfen positiver Schwimmfähigkeit, welche durch eine mittige eine Quelle für seismische Wellen tragende Profilplattform und zwei Traversen verbunden sind, von denen die eine, die vorne

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angeordnete , mit einem beweglichen Tauchquerruder versehen ist. Letzteres wird durch ein Steuersystem betätigt, das zum Ziel hat, die Vorrichtung auf einem vorher bestimmten Tiefenniveau zu stabilisieren. Die Emissionsquelle wird hydraulisch von einem schleppenden Fahrzeug aus vermittels einer Magnetventilanordnung betätigt. Mehrere Einrichtungen können gleichzeitig geschleppt werden.

Die Vorrichtung nach de,r Erfindung soll sich dazu eignen nicht nur auf einem bestimmten Tiefenniveau eine große Anzahl ozeanographischer Geräte zu tragen und/oder zu halten; ihr Aufbau soll darüber hinaus auch sehr robust und besonders geeignet für den Tauchtransport starker seismischer Quellen sein.

Hierzu geht die Erfindung aus von einer Trägereinrichtung mit einem beweglichen Tauchquerruder, dessen Verstellung durch Steuereinrichtungen betätigbar ist, die empfindlich für Änderungen der Tauchtiefe sind.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einrichtung in Kombination einen steifen Träger, bestehend aus einer seitlich fest mit zwei Längsträgern verbundenen Platte, wobei das bewegliche Querruder zwischen den beiden Längsträgern und vor dem Träger angeordnet ist sowie ein längliches Schwimmkörperelement umfasst, das unter einer gewissen Entfernung oberhalb des Trägers durch Befestigungseinrichtungen gehalten ist.

Der völlig steife Träger nimmt die Kräfte aufgrund des Arbeitens einer seismischen Quelle ohne weiteres auf. Das weiter von der oder den seismischen Quellen entfernte Schwimmkörperelement hält diese Beanspruchungen ohne weiteres aus. Darüber hinaus hat diese Anordnung den Vorteil, den Schwerpunkt in

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Kielmitte oder den Auftriebsmittelpunkt zu senken und somit die Stabilität der Einrichtung noch zu erhöhen.

Die Vorrichtung kann eine Aufeinanderfolge mehrerer Trägereinrichtungen umfassen, die miteinander über flexible Zugkabel sowie über ein Mehrkanalkabel verbunden sind, das vom Schiff aus mit einem Fluid·unter bestimmtem Druck gespeist ist, wobei dieses Kabel unter Abstand angeordnete Verbindungselemente umfasst, die dazu bestimmt sind, je mit einem entsprechenden Verbindungselement jeder Trägereinrichtung verbunden zu werden. Die Einrichtungen zur Verbindung untereinander sind so ausgebildet, daß sie die kombinierte Verwendung einer gewissen Anzahl von Trägereinrichtungen erleichtern.

Darüber hinaus können die Befestigungseinrichtungen eine Anordnung umfassen, die es ermöglicht, seitlich das Schwimmkörperelement bezüglich des Trägers zu verschieben. Diese Ausbildung erleichtert den Zugang zu den auf dem Träger installierten Geräten sowie den Absenk- und Aufhievvorgängen der Vorrichtung, insbesondere wenn es sich um Teile einer größeren Anordnung, wie weiter unten beschrieben werden wird, handelt.

Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Trägereinrichtung; Fig. 2 ein Trägergestell für das Schwimmkörperelement; Fig. 3 schematisch eine Ausbildung eines Elements des Steuersystems, welches empfindlich für Änderugen im hydrostatischen Druck ist;

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Fig. 4 eine Teildarstellung des vorderen Trägerteils allein entsprechend einer Variante der Ausführungsform nach Fig. 1; und

Fig. 5 eine Teildarstellung im Längsschnitt durch die Ausführungsform der Fig. 4.

Die Einrichtung umfasst im wesentlichen einen steifen Rahmen oder Träger 1 negativer Schwimmfähigkeit, der unter einem Schwimmkörperelement oder Schwimmer 2 aufgehängt ist. Der steife Rahmen umfasst zwei Längsträger 3 und 4; jeder dieser Längsträger ist an einem ersten Ende mit einer ersten geneigten Platte 5, 6, die das Vorsteuer bildet, und am zweiten Ende mit einer zweiten das Richtungsschwert bildenden Platte 7, 8 versehen. Die beiden Längsträger 3, 4 sind steif aneinander über Querelemente befestigt, die beispielsweise durch zwei Profilplatten 9, 10 gebildet sind, die jeweils mit einer Lagerung für ein ozeanographisches Gerät, beispielsweise eine seismische Quelle 11, versehen sind. Die beiden Längsträger können auch über eine dritte andere ozeanographische Geräte tragende Platte 12 verbunden sein. Im vorliegenden Fall trägt die dritte Platte eine Kammer oder einai Senkkasten 13 mit einer Gruppe von Steuerungen, die beispielsweise gebildet werden durch hydraulische und elektrische Geräte, die zur Betätigung der beiden seismischen Quellen 11 notwendig sind. Die ersten das Vorsteuer bildenden Platten 5, 6 sind mit Lagerungen für die Drehachse eines beweglichen Querruders 14 versehen. Die beiden Platten 5,6 sind weiter über eine ebenfalls profilierte Querversteifung 40 verbunden. Vorzugsweise ist das bewegliche Querruder 14 oberhalb der durch die beiden Längsträger 3, 4 bestimmten Ebene angeordnet. Die beiden Platten 5, 6 umfassen auch Befestigungspunkte für zwei Schleppkabel 15. Die Kammer 13 umfasst einen Verbindungsanschluß 16, auf den sich ein entsprechendes Verbindungsteil 17 setzt. An das Verbindungsteil 17 schließen sich zwei umhüllte Mehrkanalkabel 18 und 19 an. Das Kabel 18 umfasstein mit Verankerungs-

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punkten 21 für die Schleppkabel 15 versehenes Zwischenelement 20. Das Kabel 18 ist, wenn es sich um eine einzige Vorrichtung oder eine solche am Anfang eines Schlepps von ähnlichen Vorrichtungen handelt, mit einem nicht dargestellten Schleppfahrzeug verbunden. Ist vor der Einrichtung eine andere ähnliche Einrichtung angeordnet, so wird das Kabel 18 mit dem Verbindungsteil 17 des vorhergehenden verbunden.

Mit dem Verbindungsteil 16 sind ebenfalls hydraulische und/ oder elektrische Kabel 42 für die Speisung der transportierten Geräte angeschlossen.

Steuereinrichtungen sind beispielsweise mit dem Längsträger 3 verbunden. Sie umfassen einen Zylinder 22, in welchem ein Element sich unter der Wirkung der Veränderungen in der Druckdifferenz zwischen dem hydrostatischen Druck und einem im Zylinder herrschenden Gegendruck verschieben kann. Dieses Element wird beispielsweise (Fig. 2) gebildet durch eine bewegliche Wand 23 eines Balgens 24, der im Zylinder angeordnet und mit einem Ende an dessen Innenwand befestigt ist. Der Balgen 24 ist so ausgebildet, daß er sich hauptsächlich entsprechend der Längsrichtung des Zylinders ausdehnen oder zusammenziehen kann. Das Innere des Balgens steht über eine Leitung 25 (Fig. 1) mit dem Verbindungsteil 16 und über dieses mit einer vom Schleppfahrzeug aus einstellbaren Druckquelle in Verbindung. Die bewegliche Wandung 23 des Balgens ist auch dem hydrostatischen Druck ausgesetzt. Eine Stangen- und Hebelanordnung ist so ausgebildet, daß sie die geradlinige Verschiebung der beweglichen Wandung 23 in eine dem beweglichen Querruder 14 erteilte Schwenkbewegung umformt. Diese Anordnung umfasst eine an der beweglichen Wandung 23 des Balgens feste Stange 26 sowie einen ersten Hebel 27, der so ausgebildet ist, daß er bezüglich des Längsträgers 3 verschwenkt und durch die Bewegung der Stange 26 in Drehung versetzt wird. Eine zweite Stange 28 ist am ersten Hebel 27

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einerseits und an einem zweiten Hebel 29 andererseits befestigt, wobei letzterer der Drehachse des beweglichen Querruders 14 zugeordnet und mit diesem verbunden ist- Eine Rückstellfeder 39 ist beispielsweise mit dem steifen Rahmen 1 mit dem einen Ende und mit dem Hebel 27 mit dem anderen Ende verbunden. Sie übt eine Rückstellkraft aus, deren Wirkung dahingeht, das bewegliche Querruder nach oben zu neigen.

Die relative Anordnung der die Steuereinrichtungen bildenden Bauteile sowie ihre Abmessungen sind derart gewählt, daß dann, wenn die Anordnung sich unter Wasser auf der Tiefe entsprechend dem im Balgen 24 ausgeübten Gegendruck verschiebt, das bewegliche Querruder sich in neutraler Stellung befindet. Kommt die Vorrichtung wieder nach oben,so längt der Balgen 24 sich und seine durch die Gruppe von Stangen und Hebeln übertragene Verschiebung führt dazu, das bewegliche Querruder nach unten zu neigen und ein Eindringen nach unten hervorzurufen. Wenn dagegen die Vorrichtung nach unten geht, so verkürzt sich der Balgen 24 und seine auf das bewegliche Querruder 14 übertragene Bewegung führt dazu, das Querruder nach oben zu neigen und die Anordnung zum Aufsteigen zu bringen. Mittels einer vom Schleppfahrzeug aus zu steuernden Modifikation des in einem Balgen herrschenden Gegendrucks kann man nach Wunsch die Tauchtiefe, in der das oder die Geräte sich bewegen, verändern.

Die Steuereinrichtungen können mehrere durch Stangen- und Hebelanordnungen mit dem beweglichen Querruder gekoppelte Anordnungen umfassen, um die Wirksamkeit der Tiefensteuerung zu erhöhen.

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Man kann die vorher beschriebenen Steuereinrichtungen auch durch solche mit elektrischer Betätigung ersetzen.

Die Vorrichtung umfasst des weiteren Einrichtungen zur Befestigung der Plattform 1 an den Schwimmkörper 2, der beispielsweise aus einem einzigen Schwimmkörperelement länglicher Gestalt gebildet ist. Die Befestigungseinrichtungen umfassen zwei Haltestäbe 30, 31, die am Schwimmkörper jeweils an seinem vorderen und seinem hinteren Teil befestigt sind. Die beiden Haltestäbe 30, 31 stützen sich mit ihren Enden jeweils gegen steife Gestelle 32,-33 ab, die fest mit der Plattform 1 verbunden und beispielsweise als Rohrgestell ausgeführt sind.

Jeder Haltestab ist an einer Befestigungsplatte 34 (Fig. 3) befestigt. Das Schwimmkörperelement besteht aus drei Teilen. Der mittlere Teil 2b ist mit dem vorderen Teil 2a und mit dem hinteren Teil 2c über Befestigungsplatten 34 verbunden. Die Enden jedes Befestigungsstabes 30, 31 greifen in zwei Aufnehmerteile oder Kappen 35, die am oberen Teil jedes steifen Rahmens 32, 33 angebracht sind. Befestigungsstifte oder-stangen 35, 36 durchsetzen jede Kappe und jedes Ende des Haltestabes und ermöglichen es, den Schwimmkörper 2 an das steife Gestell an vier Befestigungspunkten festzulegen. Wenn jedoch zwei Befestigungsstifte auf ein und der gleichen Seite des Schwimmkörperelementes entfernt werden, lässt sich dieses bezüglich der steifen Gestelle um zwei andere Befestigungsstife verschwenken.

Schließlich sind nachgiebige Kabel 37, 38 vorne und hinten am Schwimmkörper 2 und jeweils an den geneigten das Vorsteuer bildenden Platten 5, 6 und an zweiten Richtungsschwerte bildenden Platten 7, 8 befestigt.

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Im Wasser ist in der Ruhelage die Schwimmfähigkeit der Einrichtung positiv.

Nachgiebige Mehrkanalkabel 18, 19, sind auf an Bord des Schiffes vorgesehene Drehtrommeln gespeichert. Wenn eine solche Einrichtung nach der Erfindung oder eine Gruppe von Einrichtungen ins Wasser abgelassen werden soll, so geht dies so vor sich:

- Man löst zwei Befestigungsstifte 36, die die Haltestäbe 30, 31 ein und des gleichen Elementes 2 halten, löst die nachgiebigen Kabel 37, 38 und lässt das Schwimmkörperelement bezüglich des Trägers 1 verschwenken;

- man wickelt das Mehrkanalkabel vom Drehkopf ab und drückt ein Verbindungsteil 17 in den entsprechenden Verbindungsanschluß 16 des Senkkastens 13 der Vorrichtung;

- der Schwimmkörper 2 wird zurück an seinen Platz auf den beiden Befestigungsgestellen gebracht, man fixiert die nachgiebigen Kabel 37, 38, welche den Schwimmkörper mit dem Träger verbinden und man hängt die Schleppkabel an ein Befestigungszwischenteil 20 des flexiblen Mehrkanalkabels 18.

Die Vorrichtung kann nun ins Wasser abgelassen werden. Wird eine Anordnung solcher Vorrichtungen verwendet, so beginnt man die vorhergehenden Vorgänge mit sämtlichen der folgenden Vorrichtungen, indem man das Mehrkanalkabel von seinem Speicherdrehkopf abrollt und die Verbindungsteile 17 sowie die Schleppkabel mit anderen Verbindungsanschlüssen 16 und anderen Zwischenteilen verbindet, die unter regelmäßigem Abstand über dem Mehrkanalkabel vorgesehen sind.

Befindet sich die Gruppe von Vorrichtungen im Wasser, so gibt man in die Balgen sämtlicher Steuereinrichtungen einen Bezugsdruck, der der gewünschten Tauchtiefe entspricht, was dazu führt, daß die beweglichen Querruder sich nach unten

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ORIGINAL INSPECTED

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neigen land das Eintauchen mit Beginn des Schleppvorgangs hervorgerufen wird.

Bei Ende des Benutzungsvorgangs wird das Mehrkanalkabel auf den Speicherdrehkopf aufgerollt. Die Vorrichtungen werden nacheinander durch Verschwenken jedes Schwimmkörpers 2 bezüglich seiner Befestigungsgestelle 32, 33 an Bord gehievt; man löst die Mehrkanalkabel 18, 19 aus ihren Befestigungspunkten mit der Plattform und man wickelt sie auf den Drehspeicherkopf.

Nach der in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsvariante, in der der Schwimmkörper nicht dargestellt ist, ist ein zusätzliches Querruder 41 etwas vor der Profilplatte 9 angeordnet und nach hinten geneigt. Dieses Querruder 41 hat zur Folge, daß die unter der Profilplatte 9 durchgehenden Wasserströmungsfäden kanalisiert werden und somit die Stabilität der Vorrichtung verbessert wird. Im übrigen kann hierdurch die Tiefensteuerung der Vorrichtung erleichtert werden.

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Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE

1. Trägervorrichtung für im getrauchten Zustand auf

im wesentlichen konstanter Tiefe von einem Wasserfahrzeug geschleppte Geräte mit wenigstens einer Trägereinrichtung mit einem beweglichen Tauchquerruder, dessen Verstellung durch auf Änderung der Tauchtiefe ansprechende Steuereinrichtungen betätigbar ist, dadurch gekennzeich net, daß die Trägereinrichtung besteht aus: einem Träger (1), gebildet durch wenigstens eine seitlich an zwei Längsträgern (3;4) feste Platte, wobei das bewegliche Querruder (14) zwischen den beiden Längsträgern (3;4) und vor dem Träger (1) angeordnet ist; und aus einem länglichen Schwimmkörperelement (2), das durch Befestigungseinrichtungen (30;32) ein gewisses Stück über den Träger (1) gehalten ist.

2. Trägervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufeinanderfolge mehrerer Trägereinrichtungen, die miteinander über flexible Zugkabel und ein Mehrkanalkabel (18), das vom Wasserfahrzeug aus mit Fluid bei einem bestimmten Druck gespeist wird, verbunden sind, wobei dieses Kabel unter Abstand angeordnete Verbinderelemente aufweist, die je mit einem entsprechenden Verbinderelement jeder Trägereinrichtung verbindbar sind.

3. Trägervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen so ausgebildet sind, daß das Schwimmkörperelement (2) seitlich bezüglich des Trägers (1) zur Freigabe des oberen Teils des Trägers (1) im Augenblick der Herstellung der Verbindung

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zwischen dem Verbinderelement des Mehrkanalkabels (18) und dem Verbinderelement (16;17) der Trägervorrichtung verschiebbar ist.

4. Trägervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen wenigstens einen am Träger (1) festen Zylinder aufweisen, wobei ein translatorisch bezüglich des Zylinders (22) bewegliches Element (24) sich unter der Wirkung der Druckdifferenzänderungen zwischen dem hydrostatischen Druck und einem Gegendruck im Zylinder (22) verschiebt und eine Einrichtung zur Umformung der Translationsbewegung des beweglichen Elements in eine dem Querruder (14) erteilte Schwenkbewegung vorgesehen ist.

5. Trägervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zum Umformen der Translationsbewegung in eine Schwenkbewegung aus einer Anordnung von Stangen und Hebeln (27-36) bestehen.

6. Trägervorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder (39) , deren eines Ende bezüglich des Trägers fest ist und deren anderes Ende mit der Umformungseinrichtung verbunden ist.

7. Trägervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e kennzei chnet , daß das bewegliche Element einen Balgen (24) umfasst, der mit einem Druckfluid gefüllt ist, das im wesentlichen den hydrostatischen Druck auf der gewählten Tauchtiefe ausgleicht, wobei der Balgen (24) mit einem ersten Ende am Zylinder (22) und am anderen Ende mit den Umformungseinrichtungen (25) befestigt ist.

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8. Trägervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das transportierte Gerät durch wenigstens eine Quelle (11) zum Aussenden seismischer Wellen gebildet und mit einer ersten Platte (5) der steifen Trägereinrichtung (1) verbunden ist; und daß eine Steuereinrichtung für die Emissionsquelle an einer zweiten Platte (7;8) befestigt ist.

9. Trägervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Steueranordnung in einem Senkkasten (13) untergebracht und mit dem Wasserfahrzeug über ein lösbares dichtes Verbindungssystem verbunden ist.

10. Trägervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungssystem wenigstens ein Druckfluidzuführungsrohr sowie elektrische Kabel umfasst, die in ein und dem gleichen nachgiebigen Mehrkanalkabel (18) zusammengefasst sind.

11. Trägervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Schwimmkörperelement (2) an zwei Haltestäben (30;31) fest ist, die je mit seinem vorderen und seinem rückwärtigen Teil verbunden sind und daß Befestigungseinrichtungen zwei steife Gestelle umfassen, die jeweils mit Abstützstellen für die Haltestäbe verbunden sind, wobei wenigstens eine der Abstützstellen jedes Stabes das Verschwenken des Schwimmkörperelements (2) bezüglich des steifen Trägers (1) ermöglicht.

12. Trägervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen auch Elemente umfassen, die einerseits am Schwimmkörperelement (3) und andererseits an den Längsträgern (3;4) des steifen Trägers befestigt sind.

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13. Trägervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Mehrkanalkabel (18) ein Zwischenbauteil (20) zum Einhängen der am steifen Träger (1) festen Schleppkabel (15) aufweist.

14. Trägervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (1) ein Querruder (41) zum Richten der Strömung des unter der Platte strömenden Wassers aufweist.

15. Trägervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen elektronische Betätigungsvorrichtungen umfassen.

16. Trägervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das von jeder Trägereinrichtung transportierte Gerät gebildet wird von wenigstens einer Quelle zur Abgabe seismischer Wellen, die mit einer ersten steifen Trägerplatte verbunden ist; und daß eine Betätigungsanordnung für die Emissionsquelle in einem an einer zweiten Platte festen Senkkasten installiert ist, wobei die Betätigungsanordnungen mit dem Wasserfahrzeug über das Mehrkanalkabel (18) verbunden sind.

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