DE2631270A1

DE2631270A1 - Probenahmegeraet zur entnahme von bodenproben aus dem grund tiefer gewaesser

Info

Publication number: DE2631270A1
Application number: DE19762631270
Authority: DE
Inventors: Georgy Ivanovitsch Agaltsov; Michail Anatolievits Belyavsky; Stanislav Jurievitsc Istoschin; Evgeny Alexeevitsch Kontar; Nikolai Nikolaevit Koptyaschin; Georgy Michailovits Lezgintsev; Evgeny Petrovitsch Schkatov; Eduard Isaakovitsch Ter-Saakov; Boris Serafimovitsch Tschernov
Original assignee: VNI I PI ZOLOTODOBYVAIUSCHEJ P
Current assignee: VNI I PI ZOLOTODOBYVAIUSCHEJ P
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1976-07-12
Publication date: 1977-01-13
Also published as: CA1075491A; FR2326699A1; DE2660394C2; DE2631270B2; FR2326699B1; DE2631270C3; AU502033B2; AU1577976A; GB1545530A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. R. B E ETZ sen. Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z Jr.

München 22, Stelnsdorfstr. Tel. (089) 227201 /227244/295910

Telegr. Allpatent München TelexS22O48

530-25.782P

12. 7. 1976

Vsesojuzny nauchno-issledovatelsky i proektny institut zolotodobyvajuschei promyshlennosti, MOSKAU - UdSSR

Probenahmegerät zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund tiefer Gewässer

Die Erfindung betrifft selbsttätige technische Mittel zur Probenahme oberer Schichten sedimentärer Ablagerungen am Meeresgrund oder am Grund anderer tiefer Gewässer.

Es sind selbsttätige Probenahmegeräte bekannt, die zur industriellen Erkundung von Tiefsee-Eisenmangan-Konkretionen am Ozeangrund benutzt werden. Beispiele solcher Einrichtungen sind freifallende

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ORIGINAL INSPECTED

Greifer, mit denen das DT-Forschungsschiff "Valdivia" ausgerüstet ist, das Arbeiten zur Prospektierung von Konkretionen im Stillen und Indischen Ozean ausführt (vgl. z. B. "Freifallgreifer für submarine Arbeiten", Schnellinformations-Sammelband "Submarintechnische, Taucher- und Schiffshebearbeiten", WNIIGI, Nr. 43, S. 27, 1973).

Die selbsttätigen Probenahmegeräte von der Art freifallender Greifer, die als Gattung dieser Erfindung erscheinen, bestehen aus einem Rahmen mit Schwimmer, abwerfbaren Ballastgewichten, einer Arretierung, einer Hauptstange und einem Arbeitsorgan in Gestalt von Schaufeln eines Greiferkübels mit ihrem Triebwerk, das in Form einer Feder oder eines Gummistranges ausgeführt ist,

Nach Angaben deutscher Forscher und Geologen ist die Anwendung von freifallenden Probenahmegeräten zur Prospektierung und Erkundung von Lagerstätten fester nutzbarer Mineralien am Ozeangrund grundsätzlich sehr wirksam (die tägliche Leistung bei Meeresgrunduntersuchungen beträgt bis 100 - 120 Quadratmeilen), jedoch hat die eingesetzte Bauart der Probenahmegeräte zwei Hauptmängel:

a) das Gewicht der entnommenen Probe beträgt nur bis 3,0 - 3,5 kg Konkretionen, die von einer Ozeanbodenfläche bis zu 0,1 Quadratmeter entnommen werden. Dies wird durch die für den Antrieb der Greiferkübelschaufeln verwendeten Federn und Gummisträngen erklärt, die Krä'fte erzeugen, welche für die Betätigung von größeren Schaufeln nicht ausreichen, bei solchen Antriebsmitteln ist außerdem eine Ungleichmäßigkeit der erzeugten Kraft im Verlauf des Arbeitstakts typisch.

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b) die bekannte Bauart von selbsttätigen Probenahmegeräten ist nicht mit Vorrichtungen zum Notauftrieb dieser Geräte ausgerüstet, was bei unvollständigem Schließen der Schaufeln des in Ton versackten oder an einem Rollstein festgehakten Greifeis und folglich bei nicht abgeworfenem Ballast einen Verlust des Probenahmegerätes verursacht. Das Schiff "Valdivia" z. B. verliert je Betriebsmonat 10 bis 50 # der Gesamtanzahl von Probenahmegeräten.

Es ist auch ein verbessertes unabhängiges Probenahmegerät bekannt,(vgl. z. B. DT-AS 2 336 8OO, Kl. 5b, 45/00, 1973).

Dieses Probenahmegerät ist gegenüber Unebenheiten am Meeresboden weniger anfällig, jedoch ist sein Aufbau ebenfalls kompliziert und es gewährleistet ebenso wie die Freifallgreifer keine sichere Entnahme und Aufwärtsbewegung an die Oberfläche einer Probe mit einem Gewicht über 3,0 - 3,5. kg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der erwähnten Mängel der bekannten Einrichtungen zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern eine solche Zusammenwirkung der Ketten zum Schließen der Kübelschaufein, des Abstiegs und des Auftauchens des Probenahmegerätes zu entwickeln, daß bei erhöhter Probenahme-Leistung das Auftauchen des Gerätes und sein wiederholter Einsatz gesichert sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Probenahmegerät zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund tiefer Gewässer, mit einem Hauptstab, auf dessen Oberteil ein Schwimmer und an dessen Unterteil ein Entnahmeorgan

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als ein Greiferkübel mit normalerweise geöffneten Greiferkübel schau fein und abwerfbaren, frei angehängten Ballastgewichten angeordnet ist, deren Masse zum Abstieg

des Probenahmegeräts bis zum Anschlag des unteren Haupterfindungsgemäß stabendes gegen den Grund ausreicht,/gekennzeichnet durch in bezug auf Kinematik und Kraftwirkung getrennte, unabhängig voneinander ansprechende Einrichtungen, nämlich eine Einrichtung zum Schließen der Greiferkübelschaufeln und eine Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte, die die Gewichte labil befestigt, die durch ein mechanisches Verschlußgetriebe mit dem Hauptstab so verbunden sind, daß bei Anschlag des Hauptstabs gegen den Grund die Gewichte durch das Verschlußgetriebe in den labilen Zustand übergeführt werden und sich vom Probenahmegerät lösen.

Das erfindungsgemäße Probenahmegerät erhöht die Betriebszuverlässigkeit, indem es einen Notauftrieb des Tauchgerätes unabhängig vom Ansprechen des Systems zur Bodenprobenahme sichert.

Es ist zweckmäßig, daß die Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte durch die unteren Enden mit den angelenkten Schaufeln des Greiferkübels verbundene Winkelhebel enthält, die normalerweise in der Ausgangsstellung aufwärts gerichtet sind und verhältnismäßig nahe am zentralen Hauptstab liegen, mit dem sie durch steife Zugstangen verbunden sind, die bei Anschlag gegen den Grund die Winkelhebel gemeinsam mit den Schaufeln des Kübels vom Hauptstab an die Seiten scharf schwenken, und daß die oberen freien Enden der Winkelhebel mit offenen Ausschnitten versehen sind, in denen Halter der Ballastgewichte liegen und die eine solche Gestalt haben, daß die Ballastgewichte aus den Ausschnitten bei kleinstem Solldrehwinkel der Winkelhebel herausfallen.

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Diese Ausbildung der Erfindung ist eine in baulicher Hinsicht sehr einfache dynamische Hebelvorrichtung zum sicheren Abwurf der Ballastgewichte bei Anschlag des Geräte-Hauptstabes gegen den Gewässer-Grund.

Es ist auch zweckmäßig, daß der Hauptstab in Achsrichtung abgefedert und im Inneren einer Führungsstange angeordnet ist, die mit dem Schwimmer verbunden ist und einen profilierten Nockenabschnitt aufweist, der mit einer auf der Führungsstange sitzenden, abschaltbaren hebeiförmigen Arretierung der Zugstangen zusammenwirkt, die in einer Lage nahe dem Hauptstab die Winkelhebel in der Ausgangsstellung zurückhalten.

Diese Abwandlung der Erfindung stellt eine leichte Konstruktion der Wirkverbindung zwischen dem Hauptstab und den Hebeln, die die Ballastgewichte tragen, dar.

Eine andere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß jede Greiferkübelschaufel, die gelenkig am Unterteil des Führungsstabes befestigt ist und in Offenstellung durch die Zugstangen zurückgehalten ist, gemeinsam mit dem steif von ihr ausgehenden Winkelhebel einen Schwerpunkt aufweist, der in bezug auf den Gelenk-Schwenkpunkt exzentrisch ist, so daß die Greiferkübelschaufeln bei Verschwenken unter Einwirkung der Schwerkraft sich beim. Lösen der Zugstangen schließen.

Diese Ausbildung ist so kinematisch beschaffen, daß eine automatische Schließung der Greiferkübelschaufeln stattfindet, sobald sie sich aus dem Eingriff mit dem Hauptstab loslösen, d. h. im Augenblick des Gerät-Anschlags gegen den Grund.

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Eine weitere Ausbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte Formausschnitte enthält, die auf der Oberseite jeder Greiferkübelschaufel ausgeführt sind und Zellen zur leichten Anordnung von Ballastgewichten in Gestalt von Wälzkörpern bilden, die in Offenstellung der Greiferkübelschaufeln normalerweise in den Zellen zurückgehalten sind, und daß der Hauptstab eine Gruppe von Vorsprüngen aufweist, die bei Anschlag des Endes des Hauptstabs gegen Hindernisse mit den Ballastgewichten zusammenwirken, um diese aus den Zellen frei herauszurollen.

Diese Ausgestaltung der Erfindung hat einen gedrängten Aufbau, der ein anfängliches Zurückhalten und einen sicheren Abwurf der Ballastgewichte ohne Anwendung irgendwelcher zusätzlicher Traghebel gewährleistet.

Die Erfindung wird auch dadurch ausgestaltet, daß die Einrichtung zum Abwurf von Ballastgewichten gelenkig angeordnete und an ihrem unteren Punkt in labilem Gleichgewichtszustand befestigte Bunkerbehälter enthält, die durch Ballastgewichte von Sollmasse gefüllt sind, wobei ein Anschlag-Hebelgestänge an den einen Enden mit dem axial verschiebbaren Hauptstab verbunden ist, über die anderen Enden aber gegen die Bunker stößt, um diese in Ausgangsstellung zurückzuhalten und bei Anschlag des Hauptstabs gegen ein Hindernis zu lösen.

Diese Ausgestaltung ermöglicht, ohne Sonderfertigung von Ballastgewichten auszukommen und eine wirtschaftliche mehrfache Nutzung des Probenahmegeräts durchzuführen, indem als Gewichte ein beliebiger ohne weiteres vorhandener Schüttballast, z. B. Kies, Feldstein u. a._Ä benutzt werden kann.

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Eine weitere Abwandlung der Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung zum Schließen der Greiferkübelschaufeln, die unabhängig von der Einrichtung zum Abwurf von Ballastgewichten ausgeführt ist, eine Gruppe von Rollenzügen aufweist, die am einen Ende mit dem Schwimmer, am anderen Ende aber mit den Greiferkübelschaufeln und der Verschluß-Arretierung verbunden sind, die den Schwimmer in steifer Verbindung mit dem Hauptstab normalerweise zurückhält und diese Verbindung bei Anschlag des Hauptstabes gegen ein Hindernis löst.

Diese Ausgestaltung der Erfindung hat ein betriebssicheres Rollenzugsystem, das das Lösen des Schwimmers nach dem Anschlag des Hauptstabes gegen den Gewässergrund und die aufeinanderfolgende Ausführung der folgenden Arbeitsgänge gewährleistet: Zunächst eine Schließung der Greiferkübelschaufeln durch die vom aufsteigenden Schwimmer gespannten Seile und darauf einen Auftrieb des ganzen Gerätes, nachdem die Schaufeln des Greiferkübels fest geschlossen sind und die freie Länge des Seils eingezogen ist.

Eine weitere Abwandlung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Rollenzüge an den Greiferkübelschaufeln befestigte Rollen und ein um die Rollen laufendes Seil aufweisen, von dem das eine Ende mit dem Schwimmer verbunden ist, die anderen Seilabschnitte aber mit den gelenkig schwenkbaren Greiferkübelschaufeln gekoppelt sind, um diese beim Auftauchen des Schwimmers und Lösen des Seils von der Verschluß-Arretierung zu schließen.

Eine derartige Seilanordnung im Rollenzugsystem ist optimal.

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Schließlich ist es zweckmäßig, daß die Verschluß-Arretierung eine Gruppe von radial abgefederten Zapfen enthält, die mit einem Nockenvorsprung am Hauptstab zusammenwirken und normalerweise den Hauptstab mit einer verschiebbaren Kupplung verbinden, die den Schwimmer durch ein Rollenzugseil zurückhält.

Auf diese Weise ist eine betriebssichere ausschaltbare Verschlußverbindung des Hauptstabes mit dem Schwimmer auch durch die Seile des Rollenzugsystems erreicht.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mittels der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Geräts zur Entnahme von

Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern, mit Winkel- bzw. Traghebeln, beim Absinken und Bodenberühren;

Fig. 2 dasselbe Gerät beim Anfang der Probenahme; Fig. 3 dasselbe Gerät im Abschlußstadium;

Fig. 4 dasselbe Gerät während der Trennung vom Grund und des Auftriebes;

Fig. 5 eine Ansicht der Verschluß-Arretierung bei dem Gerät zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern;

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 eine Ansicht des Geräts zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern, mit

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Rollenzugsystem und Greiferkübelschaufeln in Schließstellung;

Fig. 8 eine Seitenansicht desselben Geräts;

Fig. 9 dasselbe Gerät mit Greiferkübelschaufeln in Offenstellung;

Fig. 10 eine Ansicht des Geräts zur rJntnahme von

Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern, mit Schnitt der Verschluß-Arretierung;

Fig.11 eine Ansicht des Geräts zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern, mit Bunker-Behältern und GreiferkübeIschaufein in Offenstellung;

Fig.12 dasselbe Gerät mit Greiferkübelschaufeln in Schließstellung;

Fig. 13 eine Seitenansicht, desselben Geräts;

Fig.l4 ein kinematisches Schema des Betriebes der

Verschluß-Arretierung bei dem Gerät zur Entnahme von Bodenproben aus dem Grund in tiefen Gewässern während des Absinkens des Gerätes;

Fig.15 dasselbe Probenahmegerät beim Anschlag gegen den Grund;

Fig.l6 dasselbe Probenahmegerät beim Abschluß der Probenahme vor Beginn des Geräteauftriebes.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht das Probenahmegerät aus einem Arbeitsorgan in Gestalt von

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Greiferkübelschaufeln 1 (Fig. 1, 2, 3, 4) mit Winkelbzw. Traghebeln 2, an dessen freien Enden als Gabel ausgeführte Mitnehmer 4 von Ballastgewichten 3 angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Besonderheit des Probenahmegeräts besteht in Einrichtungen, die in bezug auf Kinematik und Kraftwirkung getrennt sind und voneinander unabhängig ansprechen: eine Einrichtung zum Schließen der Greiferkübelschaufeln 1 und eine Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte 3> die; eine labile Befestigung der Gewichte 3 vornimmt.

Die Greiferkübelschaufeln 1 sind mit Zugstangen versehen, bei denen jeweils das eine Ende gelenkig an der Greiferkübelschaufel 1, das andere Ende aber gelenkig an einer Kupplung 6 (Fig. 5» 6) befestigt ist. Die Kupplung 6 ist verschiebbar auf einer Führungsstange 7 befestigt, die mit einer Arretierung zusammenwirkt, die aus gelenkig an der Führungsstange 7 befestigten L-förmigen Hebeln 8 (Fig. 5> 6) besteht, welche mit ihren freien Enden in der Kupplung 6 mit Verschlußfenstern sitzen. Die L-förmigen Hebel 8 sind zusammenwirkbar mit einem in der Führungsstange 7 verschiebbaren Hauptstab 10 an dessen Profilabschnitt 11 angeordnet, der durch eine Feder 12 abgefedert ist. Am Oberteil des Probenahmegeräts ist mittels einer Flanschverbindung 13 ein Schwimmer 14 montiert.

Nachdem das Probenahmegerät vom Tragschwimmkörper ins Wasser befördert worden ist, sinkt es infolge negativen Auftriebs, der durch die abzuwerfenden Ballastgewichte 3 erzeugt wird, mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,2 - 1,5 ^m/s bis zum Ozeangrund. Bei Anschlag gegen den Boden wird der Hauptstab 10 im Inneren der Stange 7 aufwärts verschoben und berührt durch seinen

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Profilabschnitt 11 die L-förmigen Hebel 8 der Arretierung, was ein Ansprechen der Arretierung und ein Lösen der Verschlußfenster der Kupplung 6 von den Hebel 8 verursacht.

Die Winkelhebel 2 sind normalerweise in Ausgangsstellung aufwärts gerichtet und liegen verhältnismäßig nahe am zentralen Hauptstab 10, mit dem sie durch steife Zugstangen 5 verbunden werden, die die Winkelhebel 2 gemeinsam mit den Greiferkübelsehaufeln 1 scharf an die Seiten vom Hauptstab 10 bei Anschlag des letzteren gegen den Meeresgrund schwenken, wobei die oberen freien Enden der Winkelhebel 2 mit offenen Ausschnitten versehen sind, in denen Halter der Ballastgewichte 5 liegen, die eine Form zum Anfallen der Gewichte 3 aus den Ausschnitten bei kleinstem Solldrehwinkel der Winkelhebel 2 aufweisen.

Die Greiferkübelsehaufeln 1 mit den Winkelhebeln 2 und abzuwerfenden Ballastgewichten 5 schwenken, indem sie einen Schwerpunkt exzentrisch in bezug auf das Gelenk haben, unter Einwirkung der Trägheitskraft, schürfen dabei ab und nehmen eine Schicht der Bodenablagerungen mit. Erreichen die Winkelhebel 2 eine horizontale oder eine etwas nach unten geneigte Stellung, so erfolgt unter Einwirkung der Zentrifugalkraft der automatische Abwurf der Ballastgewichte 3 aus den als Gabeln ausgeführten Mitnehmern 4. Nach dem Abwurf der Ballastgewichte erhält die einen Schwimmer 14 enthaltende Einrichtung eine positive Schwimmfähigkeit und taucht mit der entnommenen Ablagerungsprobe zur Wasseroberfläche auf, von der sie an Bord des Tragschwimmkörpers gehoben wird.

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Probenahmegerät aus einem Arbeitsorgan, das

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in Gestalt von Greiferkübelschaufeln 15 (Fig. 7 - 10) mit Profilausschnitten l6 und Zellen 17 zur Anordnung von abzuwerfenden Ballastgewichten 18 hergestellt ist. Zwischen den Schaufeln 15 sind biegsame Zugbänder 19 befestigt, die durch ihre anderen Enden an dem Schwimmer 20 montiert sind, wobei auf der Führungsstange 20 unter den Zellen 17 für abzuwerfende Gewichte 18 Anschläge 22 vorgesehen sind, -die mit den abzuwerfenden Gewichten bei Schließung der Greiferkübelschaufeln 15 zusammenwirken. Die Arretierung 23, welche die Greiferkübelschaufeln 15 in Offenstellung zurückhält, ist in Gestalt von abgefederten Zapfen 24 ausgeführt, die mit dem Nockenabschnitt 25 des Hauptstabes 26 zusammenwirkbar angeordnet sind.

Somit enthält beim zweiten Ausführungsbeispiel des Probenahmegeräts die Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte Formausschnitte, die an der Oberseite jeder Greiferkübelschaufel 15 ausgeführt sind und Zellen 17 zur leichten Anordnung von Ballastgewichten l8 in Geste.lt von Wälzkörpern bilden, die normalerweise bei Offenstellung der Greiferkübelschaufeln 15 zurückgehalten werden und bei Anschlag des Endes des Hauptstabes 26 gegen ein Hindernis rollen diese Ballastgewichte 18 störungslos aus den Zellen 17 weg.

Nach einer Abwandlung besteht das Probenahmegerät aus einem Arbeitsorgan, das in Gestalt von Greiferkübelschaufeln 15 mit Formausschnitten l6 und Zellen 17 zur Anordnung von abzuwerfenden Ballastgewichten 18 hergestellt ist. Zwischen den Schaufeln 15 sind biegsame Zugbänder 19 befestigt, die durch ihre anderen Enden an dem Schwimmer 20 montiert sind, wobei auf dem Führungsstab 29 unter den Zellen 17 für abzuwerfende Ge-

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wichte l8 Anschläge 22 vorhanden sind, die mit den abzuwerfenden Gewichten l8 bei Schließung der Greiferkübelschaufeln 15 zusammenwirken; die Arretierung 23, welche die GreiferkubeIschaufein 15 in Offenstellung zurückhält, ist als abgefederter Zapfen 24 ausgeführt, die zusammenwirkbar mit dem Nockenabschnitt 25 des Hauptstabes 26 angeordnet sind.

Der Betrieb des oben erwähnten Probenahmegeräts verläuft in folgender Weise. Nachdem das Probenahmegerät vom Tragschwimmkörper ins Gewässer befördert worden ist, sinkt sie infolge negativen Auftriebs, der durch die abzuwerfenden Ballastgewichte 18 erzeugt wird, mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,2 1,5 m/s bis zum Gewässergrund. Bei Anschlag gegen den Boden wird der Hauptstab 26 im Inneren des Führungsstabes 21 aufwärts verschoben und berührt durch seinen Profilabschnitt 25 die abgefederten Zapfen 24 und löst die Greiferkübelschaufeln 15* die unter der Einwirkung der nach dem Archimedischen Prinzip durch die Schwimmer 20 erzeugten und durch die biegsamen Zugbänder 19 übermittelten Auftriebskraft sich zu schließen beginnen und die Ablagerungen abschürfen. Beim Schließen der Greiferkübelschaufeln I5 stoßen die Anschläge 22 die abzuwerfenden Gewichte l8 aus den Zellen 17 ab. Nach Probenahme und Schließung der Greiferkübelschaufeln 15 taucht das Probenahmegerät, das durch den Schwimmer 20 bei abgeworfenen Ballastgewichten l8 eine positive Schwimmfähigkeit erhielt, zur Wasseroberfläche auf, von der es an Bord des Tragschwimmkörpers gehoben wird.

Gemäß des folgenden Ausführungsbeispiels der Erfindung besteht das Probenahmegerät aus einem Aufnahmear-

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beitsorgan in Gestalt von Greiferkübelschaufeln 27 (Pig. 11 - l6), die an einem Rahmen 28 mit einem Tragstab 29 befestigt sind, sowie aus Rollen 30 mit eingesch.ertem und mit einem Schwimmer 31 gekoppeltem Seil Dabei ist am Oberteil des Schwimmers 31 eine Vorrichtung zum Suchen und zur Auffindung des aufgetauchten Probenahmegerätes, z. B. ein passiver Reflektor, befestigt.

Zum Unterbringen der Ballastgewichte 34 von beliebiger Form und Profil sind am Probenahmegerät mit einem Anschlag-Hebelgestänge 36 versehene Bunkerbehälter 35 angeordnet. Die Behälter 35 sind durch horizontale Achsen 37 an den Greiferkübelschaufeln 27 befestigt. Die Verschlußvorrichtung des Probenahmegerätes ist als Synchronisierwerk des Betriebes von Greiferkübelschaufeln 27 und des Abwurfs von Baiistgewichten ausgeführt, das aus Synchronisier-Zugbändern 38 besteht, die gelenkig den Hauptstab 39 mit den Greiferkubelschaufeln 27 verbinden. Dabei sind die Synchronisier-Zugbänder 38 so angeordnet, daß eine Selbstsicherung der Stellung der Greiferkubelschaufeln 27 bei deren vollständiger Öffnung möglich ist.

Die Einrichtung zum Abwurf von Ballastgewichten 34, welche gelenkig angeordnete und an ihrem unteren Punkt im labilen Gleichgewichtszustand befestigte Bunkerbehälter 35 enthält, die durch Ballastgewichte von Sollmasse gefüllt werden, hat ein Anschlag-Hebelgestänge, das durch die einen Enden mit dem axial verschiebbaren Hauptstab 39» durch die anderen aber gegen die Bunkerbehälter 35 stößt, um letztere in Ausgangsstellung zurückzuhalten und beim Anschlag des Hauptstabes 39 gegen ein Hindernis zu lösen.

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Der Betrieb des Probenahmegeräts verläuft in folgender. Weise.

.Vor der Beförderung des Probenahmegerätes vom Tragschwimmkörper ins Gewässer wird ein vollständiges öffnen der Greiferkübelschaufeln 27 vorgenommen, wodurch ihre Selbstsicherung durch die Synchronisier.--Zugbänder 38 gewährleistet ist. Dabei sichert die Verschlußvorrichtung infolge der Einwirkung der Synchronisier-Zugbänder 38 auf das Anschlag-Hebelgestänge 36 ein Pesthalten der Behälter 35 in Aufrechtstellung, wonach in die Behälter die erforderliche Menge der Baltastgewichte 8 eingesetzt wird.

Bei Anschlag des Probenahmegeräts gegen den Grund wird der Hauptstab 39 aufwärts verschoben, wodurch eine Abschaltung der Verschlußvorrichtung infolge Hochbewegens der Synchronisier'-Zugbänder 38 erfolgt, die den Hauptstab 39 gelenkig mit den Greiferkübelschaufein 27 verbinden. Durch ihre Hochbewegung wirken die Synchronisier' -Zugbänder 38 mit dem Anschlag-Hebelgestänge 36 zusammen, wodurch eine Schwenkung der Behälter 35 um die horizontalen Achsen 37» ein Kippen der Behälter und ein Auswurf der Ballastgewichte 34 verursacht werden. Die losgelösten Greiferkübelschaufeln 27 beginnen, sich zu schließen und die Sedimentablagerungen am Gewässergrund zusammenzuschaufeln. Das Schließen der Greiferkübelschaufeln 27 erfolgt unter der Einwirkung der nach dem Archimedischen Prinzip durch den losgelösten Schwimmer 31 erzeugten Auftriebskraft, die durch die biegsamen Zugbänder übertragen wird, welche in Gestalt eines in die Rollen 30 eingescherten Rollenzugseils 32 ausgeführt sind. Nach der vollständigen Schließung"der Greiferkübelschaufeln 27 ist der Probenahme-Arbeitstakt

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beendet, und das Probenahmegerät, das durch den Schwimmer 31 eine positive Schwimmfähigkeit erhält, taucht an der Gewässeroberfläche auf und wird z. B. mittels Ortungsgeräts und passiven Reflektors 55 aufgefunden und an Bord des Tragschwimmkörpers gebracht.

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Claims

Ansprüche

1Λ Probenahmegerät zur Entnahme von Bodenproben aus dem rrund tiefer Gewässer, mit einem Hauptstab, auf dessen Oberteil ein Schwimmer und an· dessen Unterteil ein Entnahmeorgan als ein Greiferkübel mit normalerweise geöffneten Greiferkübelschaufeln und abwerfbaren, frei angehängten Ballastgewichten angeordnet ist, deren Masse zum Abstieg des Probenahmegeräts bis zum Anschlag des unteren Hauptstabendes gegen den Grund ausreicht, gekennzeichnet durch in bezug auf Kinematik und Kraftwirkung getrennte, unabhängig voneinander ansprechende Einrichtungen, nämlich eine Einrichtung zum Schließen der Greiferkübelschaufeln (l, 15, 27) und eine Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte (3, 18, 3¹O, die die Gewichte (3, l8, 3²O labil befestigt, die durch ein mechanisches Verschlußgetriebe mit dem Hauptstab (10, 26, 39) so verbunden sind, daß bei Anschlag des Hauptstabs gegen den Grund die Gewichte (3, l8, 3*0 durch das Verschlußgetriebe in den labilen Zustand übergeführt werden und sich vom Probenahmegerät lösen.
2. Probenahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte (3) durch die unteren Enden mit den angelenkten Schaufeln des Greiferkübels (1) verbundene Winkelhebel (2) enthält, die normalerweise in der Ausgangsstellung aufwärts gerichtet sind und verhältnismäßig nahe am zentralen Hauptstab (10) liegen, mit dem sie durch steife Zugstangen (5) verbunden sind, die bei Anschlag gegen den Grund die Winkelhebel (2) gemeinsam mit den Schaufeln des Kübels (l) vom Hauptstab (10) an die Seiten scharf schwenken, und

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daß die oberen freien Enden der Winkelhebel ,(2) mit offenen Ausschnitten (4) versehen sind, in denen Halter d.er Ballastgewichte (3) liegen und die eine solche Gestalt haben, daß die Ballastgewichte (3) aus den Ausschnitten bei kleinstem Solldrehwinkel der Winkelhebel (2) herausfallen (Fig. 1-4).
3· Probennahmegerät nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstab (10) in Achsrichtung abgefedert und im Inneren einer Führungsstange (7) angeordnet ist, die mit dem Schwimmer (14) verbunden ist und einen profilierten Nockenabschnitt (11) aufweist, der mit einer auf der Führungsstange (7) sitzenden, abschaltbaren hebeiförmigen Arretierung der Zugstangen (5) zusammenwirkt, die in einer Lage nahe dem Hauptstab (10) die Winkeihebel (2) in der Ausgangsstellung zurückhalten (Fig. 1-6).
4. Probenahmegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Greiferkübe!schaufel (l), die gelenkig am Unterteil des FührungsStabes (7) befestigt ist und in Offenstellung durch die Zugstangen (5) zurückgehalten ist, gemeinsam mit dem steif von ihr ausgehenden Winkelhebel (2) einen Schwerpunkt aufweist, der in bezug auf den Gelenk-Schwenkpunkt exzentrisch ist, so daß die Greiferkübelschaufeln bei Verschwenken unter Einwirkung der Schwerkraft sich beim Lösen der Zugstangen (5) schließen (Fig. 1-4).
5. Probenahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abwurf der Ballastgewichte Formausschnitte (16) enthält, die auf der Oberseite jeder Greiferkübelschaufel (15) ausgeführt sind und

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Zellen (17) zur leichten Anordnung von Ballastgewichten (18) in Gestalt von Wälzkörpern bilden, die in Offenstellung der Greiferkübelschaufeln (15) normalerweise in den Zellen (17) zurückgehalten sind, und daß der Hauptstab (26) eine Gruppe von Vorsprüngen (24) aufweist, die bei Anschlag des Endes des Hauptstabs (26) gegen Hindernisse mit den Ballastgewichten (18) zusammenwirken, um diese aus den Zellen (17) frei herauszurollen (Fig. 7 - 10).
6. Probenahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abwurf von Ballastgewichten gelenkig angeordnete und an ihrem unteren Punkt in labilem Gleichgewichtszustand befestigte Bunkerbehälter (35) enthält, die durch Ballastgewichte (34) von Sollmasse gefüllt sind, wobei ein Anschlag-Hebelgestänge (36) an den einen Enden mit dem axial verschiebbaren Hauptstab (39) verbunden ist, über die anderen Enden aber gegen die Bunker (35) stößt, um diese in Ausgangsstellung zurückzuhalten und bei Anschlag des Hauptstabes (39) gegen ein Hindernis zu lösen (Fig. 11 - 16).
7· Probenahmegerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schließen der Greiferkubelschaufeln (27), die unabhängig von der Einrichtung zum Abwurf von Ballastgewichten (34) ausgeführt ist, eine Gruppe von Rollenzügen aufweist, die am einen Ende mit dem Schwimmer (31)* am anderen Ende aber mit den Greiferkübel schau fein (27) und der Verschluß-Arretierung verbunden sind, die den Schwimmer (31) in steifer Verbindung mit dem Hauptstab (39) normalerweise zurückhält und diese Verbindung bei Anschlag des Hauptstabes (39) gegen ein Hindernis löst (Fig. 11- l6).

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8. Probenahmegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenzüge an den Greiferkübelschaufein (27) befestigte Rollen (30) und ein um die Rollen (30) laufendes Seil (32) aufweisen, von dem das eine Ende mit dem Schwimmer (31) verbunden ist, die anderen Seilabschnitte aber mit den gelenkig schwenkbaren Greiferkübelschaufeln (27) gekoppelt sind, um diese beim Auftauchen des Schwimmers (31) und Lösen des Seils (32) von der Verschluß-Arretierung zu schließen. (Fig. 11 - l6).

9· Probenahmegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschluß-Arretierung eine Gruppe von radial abgefederten Zapfen (24) enthält, die mit einem Nockenvorsprung am Hauptstab (26) zusammenwirken und normalerweise den Hauptstab (26) mit einer verschiebbaren Kupplung verbinden, die den Schwimmer (20) durch ein Rollenzugseil· (19) zurückhat (Fig. 9, 10).

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