[0001] Die Erfindung betrifft eine schwimmfähige Arbeitsplattform, insbesondere ein Arbeitsschiff,
mit einem Hubsystem zum Herausheben der Arbeitsplattform aus dem Wasser bzw. Herabsenken
der Arbeitsplattform auf das Wasser. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Heben bzw. Absenken einer derartigen schwimmfähigen Arbeitsplattform.
[0002] Auf dem Grund von Gewässern, insbesondere dem Meeresgrund, befinden sich eine Vielzahl
von Objekten, wie bspw. Hindernisse, Fremdkörper, Minen oder ähnliches. Da anlässlich
der Errichtung von Offshore-Windparks in küstennahen Bereichen zu dessen landseitiger
Netzanbindung Seekabel in Meeresboden verlegt werden müssen, besteht ein großes Interesse
die auf dem Gewässergrund befindlichen Objekte zu bergen oder zu räumen. Insbesondere
auf dem Grund befindliche Kampfmittel, wie Seeminen oder versenkte Munition, stellen
eine potentielle Gefahr dar. Es besteht daher ein Bedürfnis vor der Verlegung von
Seekabeln verdächtige Objekte festzustellen, zu bergen oder zu räumen.
[0003] Herkömmlicherweise werden verschiedene Verfahren zum Bergen oder Räumen derartiger
Objekte eingesetzt. Ein technisch unaufwendiges Verfahren sieht bspw. vor, dass Taucher
das bzw. die Objekte identifizieren, bergen oder räumen. Die Produktivität der Taucher
bei ihrer Arbeit am Gewässergrund ist jedoch aufgrund von Windgeschwindigkeit, Wassertiefe,
Wellenhöhe und Gezeitenströmung stark eingeschränkt.
[0004] Um unabhängig von der Wellenbewegung und den Gezeiten arbeiten zu können, werden
üblicherweise Wasserfahrzeuge mit Hubsystemen ausgestattet. Derartige Hubsysteme können
das Wasserfahrzeug aus dem Wasser herausheben. Ein Wasserfahrzeug mit einem Hubsystem
zum Versorgen einer OffshoreWindenergieanlage ist bspw. in
DE 100 21 163 B4 gezeigt. Derartige Hubsysteme, bei denen vier Hubstelzen senkrecht zum Meeresboden
hin abgesenkt werden, erreichen jedoch lediglich eine maximale Hubgeschwindigkeit
von 1 m pro Minute und sind für einen schnellen, flexiblen Einsatz nicht geeignet.
[0005] Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine effiziente und flexible Vorrichtung
sowie ein Verfahren zu schaffen, um die Produktivität von Arbeiten unter Wasser, insbesondere
Taucharbeiten am Gewässergrund, zu erhöhen.
[0006] Die Erfindung löst dieses Problem durch die Merkmale einer schwimmfähigen Arbeitsplattform
mit einem Hubsystem gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren zum Heben bzw. Absenken
einer derartigen schwimmfähigen Arbeitsplattform mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
[0007] Die erfindungsgemäße schwimmfähige Arbeitsplattform, insbesondere Arbeitsschiff,
ist primär zur Verrichtung von Arbeiten unter Wasser ausgelegt und weist dazu ein
Hubsystem zum Herausheben der Arbeitsplattform aus dem Wasser bzw. Absenken der Arbeitsplattform
auf das Wasser auf, um unabhängig vom Seegang und/oder von den Gezeiten von der Arbeitsplattform
aus arbeiten zu können.
[0008] Das Hubsystem verfügt über mindestens vier hydraulisch betriebene Stützorgane, welche
spinnenbeinartig ausgebildet sind und der Arbeitsplattform eine genaue Positionierung
über Grund ermöglichen.
[0009] Die erfindungsgemäßen Stützorgane weisen jeweils einen hydraulisch betriebenen Hubarm
und jeweils ein Tragbein auf, wobei der Hubarm an einem ersten Angelpunkt schwenkbar
an der Arbeitsplattform angeordnet ist und an einem zweiten Angelpunkt schwenkbar
an dem Tragbein angeordnet ist. Dabei weisen die beiden Angelpunkte stets einen konstanten
Abstand zueinander auf. Ferner ist mindestens ein Hydraulikzylinder an dem Hubarm
angeordnet, um den Hubarm um den ersten Angelpunkt zu verschwenken. Um das Tragbein
um den zweiten Angelpunkt an dem Hubarm zu bewegen, ist ein weiterer Hydraulikzylinder
an dem Hubarm angeordnet.
[0010] Der Hubarm ist bevorzugt gewinkelt ausgeführt und ein Hydraulikzylinder ist in dem
Winkelbereich angesetzt. Dadurch wird eine günstige Krafteinwirkung auf die Stützorgane
erzielt, wenn der Hubarm um den ersten Angelpunkt verschwenkt wird.
[0011] Ferner ist der Hubarm derart ausgestaltet, um das Tragbein seitlich der Arbeitsplattform,
insbesondere an der Längsseite der Arbeitsplattform, bis kurz über den Gewässergrund,
insbesondere 1 bis 3 m über den Gewässergrund, in das Wasser abzusenken bzw. aus dem
Wasser herauszuholen. Der Abstand der abgesenkten Tragbeine von dem Gewässergrund
richtet sich bevorzugt nach der Wellenbewegung des Wassers, so dass die Tragbeine
beim Auf- und Abbewegen der Arbeitsplattform nicht auf dem Gewässergrund aufstoßen
und dadurch beschädigt werden.
[0012] Des Weiteren weisen die Tragbeine einen inliegend angeordneten Hydraulikzylinder
auf, um eine Tragbeinverlängerung zum Heben bzw. Absenken der Arbeitsplattform aus
dem Tragbein hydraulisch herauszuschieben bzw. einzuziehen. Durch die in den Tragbeinen
angeordneten Hydraulikzylinder wird der eigentliche Hubvorgang der Arbeitsplattform
sehr schnell, insbesondere innerhalb einer Wellenbewegung, vollzogen, so dass die
Arbeitsplattform bzw. die Stützorgane durch die Wellenbewegungen keinen Schaden nehmen.
[0013] Mittels der mehrteilig ausgeführten Stützorgane wird die Arbeitsplattform aus dem
Wasser herausgehoben und kann ihre Position unabhängig von der Wellenbewegung genau
halten. Dabei erfolgt der Hubvorgang vorteilhaft schneller als mit herkömmlichen Hubstelzen
und ist innerhalb von 2 bis 3 Minuten abgeschlossen. Die Stützorgane sind dabei derart
ausgestaltet, um bei einer Wassertiefe von bis zu 20 m die Arbeitsplattform aus dem
Wasser zu heben.
[0014] Zum Heben bzw. Absenken der Arbeitsplattform werden die Tragbeine mittels der hydraulisch
betriebenen Hubarme seitlich der Arbeitsplattform, insbesondere an der Längsseite
der Arbeitsplattform, in das Wasser abgesenkt bzw. herausgeholt. Dies erfolgt durch
Verschwenken des Hubarmes um den ersten Angelpunkt mittels mindestens eines Hydraulikzylinders.
[0015] Durch die Länge der Hubarme werden die Tragbeine in einem vorbestimmten Abstand zur
Arbeitsplattform ins Wasser gelassen, wodurch die Arbeitsplattform vorteilhaft einen
sichereren Stand aufweist als herkömmliche Hubschiffe, wie bspw. in
DE 100 21 163 B4 gezeigt. Da die Stützorgane seitlich der Arbeitsplattform ins Wasser gelassen werden,
weisen sie somit einen größeren Abstand zueinander auf als herkömmliche Hubstelzen.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Tragbeine teleskopierbar
ausgeführt. Dazu weist das Tragbein einen Tragbeingrundkörper auf und mindestens eine
in dem Grundkörper gelagerte Teleskopstufe. Eine oder mehrere ineinander gelagerte
Teleskopstufen der Tragbeine ermöglichen vorteilhaft einen Arbeitseinsatz auch in
größeren Wassertiefen.
[0017] Zum Heben der Arbeitsplattform werden die Tragbeine mittels der Hubarme, welche für
den Hub nach oben oder unten zuständig sind, bis auf eine vorbestimmte Höhe über dem
Gewässergrund abgesenkt. Anschließend wird an jedem Tragbein mindestens eine in einem
Tragbeingrundkörper gelagerte Teleskopstufe abgelassen.
[0018] Zum Ablassen der Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen wird bevorzugt eine Verriegelung
entriegelt und die Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen sinken in einem kraftfreien Vorgang
bis zum Gewässergrund. Bei Erreichen des Gewässergrundes wird die Teleskopstufe bzw.
werden die Teleskopstufen verriegelt.
[0019] Zum Absenken der Arbeitsplattform auf das Wasser werden die abgelassenen Teleskopstufen
zur Lagerung in den Tragbeingrundkörper eingezogen.
[0020] Das Einholen der Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen erfolgt bspw. über einen in dem
Tragbein innenliegenden Hydraulikzylinder oder einen Antrieb über eine innenliegende
Zahnstange.
[0021] Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend ausgeführte Funktionsweise zum
Ablassen bzw. Einholen der Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen beschränkt. Vielmehr
sind jedwede Ausführungen zum Ablassen bzw. Einholen denkbar.
[0022] Durch die Ausgestaltung der Tragbeine als Teleskopbeine lassen sich die Stützorgane
vorteilhaft Platz sparend in eine Transportposition der Arbeitsplattform heben.
[0023] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Tragbein
ein Fußteller angeordnet. Der Fußteller weist einen Durchmesser von 1 bis 5 m, bevorzugt
jedoch 3 m, auf, um vorteilhaft ein flächiges Aufsetzen des Stützorgans auf dem Gewässergrund
zu ermöglichen und ein tiefes Eindringen des Stützorgans in das Sediment am Gewässergrund
zu verhindern.
[0024] Zur Erfassung der genauen Position beim Heben und Senken der einzelnen Fußteller
weisen diese entsprechende Sensoren auf. Ferner weisen die Fußteller Luft- und Spüldüsen
auf, um das Hinauslösen aus dem Sediment am Gewässergrund zu ermöglichen. Bevorzugt
ist zwischen dem Tragbein und dem Fußteller ein Gelenk angeordnet, welches derart
ausgestaltet ist, um vorhandene Bodenunebenheiten auszugleichen und vorteilhaft einen
sicheren Stand des Tragbeins zu ermöglichen.
[0025] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine Computersteuereinheit
auf, welche derart ausgestaltet ist, um die Bewegungen der Stützorgane beim Absetzen
und Heben zu steuern. Die Bewegungen der Stützorgane werden dabei mittels einer Mehrzahl
von Sensoren überwacht und die Signale der Sensoren der Computersteuereinheit übergeben.
Die Computersteuereinheit sorgt somit vorteilhaft für eine gleichmäßige Bewegung der
Stützorgane. Dadurch wird die Arbeitsplattform lotrecht gerade, gleichmäßig und schnell
aus dem Wasser gehoben, bzw. auf das Wasser abgesenkt, wobei vorteilhaft keine Torsions-
bzw. Biegekräfte auf die Arbeitsplattform einwirken.
[0026] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine mechanische
Verriegelungsvorrichtung der Stützorgane zum Fixieren der Stützorgane nach Abschluss
der Positionierung der Arbeitsplattform sowie zum Fixieren der Stützorgane zur Herstellung
einer Transportposition vorgesehen. Dadurch lässt sich vorteilhaft durch Abschalten
des hydraulischen Systems Energie einsparen. Ferner sorgt eine mechanische Verriegelung
der Stützorgane vorteilhaft für mehr Sicherheit, da ein unerwünschtes Lösen der Stützorgane
durch die mechanische Verriegelung verhindert wird.
[0027] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schwimmfähige
Arbeitplattform einen Bagger, insbesondere einen Hydraulikgroßbagger, an Bord auf.
Dabei kann der Bagger mit dem Oberwagen direkt auf der Arbeitsplattform montiert sein
oder ein eigenes Fahrwerk aufweisen. Bevorzugt weist der Bagger einen um 360° drehbar
gelagerten Aufbau auf, um den Ausleger flexibel bewegen zu können. Alternativ kann
auch nur ein Baggerausleger an Bord der Arbeitsplattform befestigt sein, um verschiedene
Arbeitsgerätschaften zu verwenden.
[0028] Bevorzugt weist der Bagger einen Schnellkupplungsverschluss an dem Baggerarm auf,
um Arbeitsgerätschaften, wie bspw. ein Arbeitsrohr, ein Strömungsschutzrohr oder einen
Zweischalengreifer, schnell anzukoppeln bzw. abzukoppeln.
[0029] Durch die Schnellkupplung am Baggerarm ist ein schneller Wechsel der Arbeitsgerätschaften
durchführbar, was vorteilhaft einen effizienten Einsatz der erfindungsgemäßen Arbeitsplattform
ermöglicht. Dabei ist eine Kupplungshälfte der Schnellkupplung am Arbeitsgerät und
eine zweite Kupplungshälfte der Schnellkupplung am Bagger befestigt, so dass bei Bedarf
beide Kupplungshälften zusammengebracht und verriegelt werden.
[0030] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Bagger ein
Global Positioning System (GPS-System) auf, wodurch vorteilhaft eine genaue Positionsbestimmung
des Baggerarms sowie des an dem Baggerarm angekoppelten Arbeitsgerätes erfolgt und
somit ein präzises Arbeiten durchführbar ist. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Positionsbestimmung
ist ebenso die Verwendung von Differenzmethoden, insbesondere Differenzial-GPS, oder
ein Einsatz anderer hochgenauer Navigationssysteme zur Positionsbestimmung denkbar.
[0031] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schwimmfähige
Arbeitsplattform ein ins Wasser absenkbares Arbeitsrohr mit einer Unterwassersonde,
insbesondere eine Magnetfeldsonde, auf, um elektrisch leitende, metallische Altlasten
bzw. magnetisierbare ferromagnetische Materialien zu detektieren. Die Detektion von
Objekten mittels der Unterwassersonde kann vorteilhaft auch dann erfolgen, wenn das
Objekt im Sediment des Gewässergrundes verborgen ist.
[0032] Ferner ist das Arbeitsrohr bevorzugt aus Aluminium gefertigt und weist eine Saugvorrichtung
sowie eine Spülvorrichtung auf, um ein im Sediment liegendes Objekt freizulegen.
[0033] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schwimmfähige
Arbeitsplattform ein ins Wasser absenkbares Strömungsschutzrohr bzw. Taucherschutzrohr
auf mit einer Vielzahl von Wasserdurchlassöffnungen in der Mantelfläche des Strömungsschutzrohres.
Das Strömungsschutzrohr ist bevorzugt aus a-magnetischem Aluminium gefertigt und wird
zum Schutz eines Tauchers am Gewässergrund eingesetzt, damit der Taucher unabhängig
von der Strömung arbeiten kann.
[0034] Durch die Wasserdurchlassöffnungen wird ein Großteil der Strömungskräfte abgegeben,
welche bspw. durch Meeresströmungen aufgrund von Wettereinflüssen und/oder durch Gezeiten
entstehen. Gleichzeitig wird der Widerstand des Strömungsschutzrohres vorteilhaft
verringert, wodurch ein fester Stand des Strömungsschutzrohres auf dem Gewässergrund
ermöglicht wird.
[0035] Auch bei geringen Strömungen oder gar keinen Strömungen bietet das Strömungsschutzrohr
dem Taucher Schutz beim Arbeiten und ermöglicht ein punktuelles Freilegen des Objektes
innerhalb des Strömungsschutzrohres, weshalb das Strömungsschutzrohr auch als Taucherschutzrohr
bezeichnet werden kann.
[0036] Ferner ist bevorzugt in dem Strömungsschutzrohr an der Innenwand ein Innenpodest
angebracht, welches einem in dem Strömungsschutzrohr befindlichen Taucher einen festen
Stand beim Ablassen und Hochheben des Strömungsschutzrohres ermöglicht.
[0037] Darüber hinaus ist in dem Strömungsschutzrohr ein Leitergang angeordnet, welcher
dem Taucher zum Absteigen von dem Innenpodest auf den Gewässergrund dient.
[0038] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erfindungsgemäße
schwimmfähige Arbeitsplattform eine akustisch arbeitende Ortungseinrichtung, insbesondere
ein Side-Scan-Sonar, auf, welche derart ausgestaltet ist, um ein Bodenprofil des Gewässergrundes
zu erstellen. Auf der Grundlage einer derartigen Erfassung der Gegebenheiten des Gewässergrundes
lassen sich vorteilhaft mittels der Computersteuereinheit die Stützorgane beim Herablassen
und Hochheben steuern.
[0039] Die Erfindung löst das o.g. Problem ferner mit einem Verfahren zum Heben bzw. Absenken
einer schwimmfähigen Arbeitsplattform, insbesondere eine vorstehend beschriebene Arbeitsplattform,
mittels eines Hubsystems mit mindestens vier hydraulisch betriebenen Stützorganen,
wobei die Stützorgane mehrteilig ausgeführt sind und jeweils einen Hubarm und ein
Tragbein aufweisen.
[0040] Zum Heben bzw. Absenken der Arbeitsplattform ist der Hubarm an einem ersten Angelpunkt
schwenkbar an der Arbeitsplattform angeordnet und an einem zweiten Angelpunkt schwenkbar
an dem Tragbein angeordnet. Der Hubarm wird mittels mindestens eines Hydraulikzylinders
um den ersten Angelpunkt verschwenkt, so dass das Tragbein mittels des hydraulisch
betriebenen Hubarms seitlich der Arbeitsplattform in das Wasser eingebracht bzw. herausgeholt
wird.
[0041] Wenn die Tragbeine auf dem Gewässergrund einen festen Stand haben, wird die Arbeitsplattform
mittels der hydraulisch betriebenen Stützorgane aus dem Wasser gehoben bzw. auf das
Wasser abgesetzt.
[0042] Dabei kann das Ablassen der Stützorgane aufgrund der Schwerkraft mit geringem hydraulischen
Druck in den Hydraulikzylindern das Hubraumes erfolgen. Wenn sich die Stützorgane
mit dem Tragbein 1 bis 3 m über dem Gewässergrund stehen, werden die inliegend in
den Tragbeinen angeordneten Tragbeinverlängerungen auf den Gewässergrund abgesenkt.
Anschließend wird der hydraulische Druck in den Tragbeinen und/oder in den am Hubarm
angeordneten Hydraulikzylindern etwas erhöht, um die Roll- und Stampfbewegungen der
schwimmfähigen Arbeitsplattform zu stoppen.
[0043] Ist die schwimmfähige Arbeitsplattform stabil gelagert, wird der hydraulische Druck
der Hydraulikzylinder in den Tragbeinen weiter erhöht, um die Arbeitsplattform aus
dem Wasser zu heben. Dabei wird diese nur soweit aus dem Wasser gehoben, dass ein
sicheres Arbeiten von der Plattform aus möglich ist. Vorteilhaft ist der Arbeitseinsatz
unabhängig von Witterungseinflüssen, insbesondere von der Höhe der Wellen, durchführbar,
da die Arbeitsplattform über der Wasseroberfläche durch die Stützorgane gehalten wird.
[0044] Ist die von der Arbeitsplattform aus auszuführende Arbeit unter Wasser beendet, wird
die Arbeitsplattform wieder auf das Wasser abgesenkt, indem die Tragbeinverlängerungen
in die Tragbeine eingezogen werden, und die Tragbeine aus dem Wasser gehoben werden.
[0045] Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stützorgane ermöglicht vorteilhaft ein gleichmäßiges
und schnelles Heben und Absenken der Arbeitsplattform, wodurch diese bevorzugt zum
Bergen oder Räumen von Objekten auf dem Gewässergrund flexibel und schnell von einem
Verdachtspunkt zum nächsten gebracht werden kann.
[0046] Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus
den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen.
[0047] In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Arbeitsschiffes mit Hubsystem zum Bergen und/oder
Räumen von versunkenen Objekten,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Arbeitsschiffes mit Stützorganen in Transportposition,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung eines gehobenen Arbeitsschiffes auf Stützorganen,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung eines positionierten Arbeitsschiffes beim Sondieren
und/oder Identifizieren mit einem Arbeitsrohr und
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines positionierten Arbeitsschiffes mit abgelassenem
Strömungsschutzrohr.
[0048] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße schwimmfähige Arbeitsplattform als Arbeitsschiff
2 zum Verrichten von Arbeiten unter Wasser, insbesondere zum Bergen oder Räumen von
in einem Gewässer 4 versunkenen Objekten, wie Hindernisse, Fremdkörper, Mienen o.ä.,
dargestellt. Das Arbeitsschiff 2 schwimmt an der Wasseroberfläche 6 und weist erfindungsgemäß
ein Hubsystem mit vier Stützorganen 8 auf, welches derart ausgestaltet ist, um das
Arbeitsschiff 2 aus dem Wasser zu heben bzw. auf das Wasser abzusenken.
[0049] Das Stützorgan 8 ist dazu mehrteilig ausgebildet und weist einen Hubarm 10, ein Tragbein
12 und einen Fußteller 14 auf. Die Stützorgane 8 sind mittels der jeweiligen Hubarme
10 in unterschiedliche Hub- und Festsetzstellungen verlagerbar.
[0050] Ferner weist das Arbeitsschiff 2 an Bord einen Hydraulikgroßbagger 16 auf, welcher
mit einer Schnellverschlusskupplung 18 versehen ist und ein Kontergewicht aufweist,
insbesondere für Wassertiefen bis ca. 20 m. Die Schnellverschlusskupplung 18 ist eine
Anschlusseinheit, welche derart ausgebildet ist, dass eine Verbindung mit geringem
Aufwand möglich ist. Mit der Schnellverschlusskupplung 18 lassen sich somit vorteilhaft
verschiedene Arbeitsgeräte, wie bspw. Arbeitsrohr 20 und Strömungsschutzrohr 22, mit
dem Hubgestänge bzw. dem Baggerarm des Baggers 16 verbinden.
[0051] Die Erfindung ist jedoch nicht auf vorstehend beschriebene Schnellverschlusskupplung
18 beschränkt, vielmehr sind jedwede Arten von Verbindungen zum Ankuppeln von Arbeitsgeräten
an einen Bagger 16 bzw. Baggerarm als offenbart zu betrachten.
[0052] Zunächst befinden sich die Stützorgane 8 in einer Transportposition, in der die Tragbeine
12 sich an Deck des Arbeitsschiffes 2 befinden und fixiert sind.
[0053] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Arbeitsschiffes 2 mit Stützorganen
8 in Transportposition. Die Tragbeine 12 sind seitlich des Arbeitsschiffes 2 aus dem
Wasser gehoben. Das Arbeitsschiff 2 fährt zu einer angegebenen Position eines Verdachtpunktes
eines versunkenen Objekts.
[0054] Vor dem Herablassen der Stützorgane 8 wird ein Bodenprofil des Gewässergrundes mittels
eines Side-Scan-Sonars erstellt. Die Gegebenheiten des Gewässergrundes werden einem
Computerprogramm einer Computersteuereinheit übergeben, welches die Positionierung
und das Herablassen der Stützorgane 8 steuert. Zur Überwachung des Hubvorgangs befinden
sich an den Fußtellern 14 Sensoren, um die genaue Position der Fußteller 14 zu erfassen.
[0055] Die Fußteller 14 sind im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser
von 1 bis 5 m, bevorzugt jedoch 3 m, auf und ermöglichen einen stabilen Stand der
Stützorgane 8. Zusätzlich verhindern die Fußteller 14 vorteilhaft ein tiefes Eindringen
in das Sediment am Gewässergrund. Zum Ausgleich von Bodenunebenheiten ist zwischen
den Fußtellern 14 und den Tragbeinen 12 ein Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk,
angeordnet.
[0056] Ferner sind die Fußteller 14 mit Luft- und Spüldüsen ausgestattet, um das Herauslösen
der Fußteller 14 aus dem Sediment zu erleichtern.
[0057] Das Herablassen der Stützorgane 8 erfolgt mit geringem hydraulischen Druck mittels
der Hubarme 10 über die Längsseite des Arbeitsschiffes 2 bis die Fußteller 14 sich
ca. 1 bis 3 m (je nach Wellengang) über dem Gewässergrund befinden. Dazu werden die
Hubarme 10 mittels eines Hydraulikzylinders um einen ersten Angelpunkt 24 seitlich
verschwenkt.
[0058] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines gehobenen Arbeitsschiffes 2 über
der Wasseroberfläche 6 eines Gewässers 4. Beim Schwenken der Hubarme 10 seitlich des
Arbeitsschiffes 2, werden die Tragbeine 12 durch einen weiteren an dem Hubarm 10 angeordneten
Hydraulikzylinder um einen zweiten Angelpunkt 25 bewegt und in das Wasser 4 eingebracht.
[0059] Zum Heben des Arbeitsschiffes 2 werden dann inliegend in den Tragbeinen 12 angeordnete
Tragbeinverlängerungen 26 auf den Gewässergrund 28 abgesenkt. Dies erfolgt entweder
durch absinken der Tragbeinverlängerungen 26 aufgrund der Schwerkraft oder aufgrund
der in den Tragbeinen 12 angeordneten Hydraulikzylinder.
[0060] Dann wird der Druck in den Hubarmen 10 und/oder in den Tragbeinen 12 erhöht, um evtl.
durch den Seegang hervorgerufene Roll- und Nickbewegungen des Arbeitsschiffes 2 zu
stoppen.
[0061] Weist das Arbeitsschiff 2 einen stabilen Stand auf dem Gewässergrund 28 auf, wird
das Arbeitsschiff 2 durch ein Erhöhen des hydraulischen Drucks durch die in den Tragbeinen
12 angeordneten Hydraulikzylinder aus dem Wasser gehoben.
[0062] Der Hubvorgang des Arbeitsschiffes 2 wird derart computergesteuert, dass dieser Vorgang
sich sehr gleichmäßig vollzieht. Das Arbeitsschiff 2 wird lotrecht, gerade, gleichmäßig
und schnell, insbesondere innerhalb von 2 bis 3 Minuten, aus dem Wasser gehoben. Das
Arbeitsschiff 2 nimmt in jeder Hubstellung eine waagerechte Ausrichtung ein.
[0063] Der Absenkvorgang erfolgt analog computergesteuert und somit lotrecht, gerade, gleichmäßig
und schnell.
[0064] Das Arbeitsschiff 2, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist unabhängig von den Wellenbewegungen
des Wassers und kann seine Position genau halten. Ohne Hubsystem ist ein Arbeitseinsatz,
beispielsweise ein Taucheinsatz zum Bergen eines Objektes, lediglich bis zu einer
signifikanten Wellenhöhe von 0,8 m möglich. Mit dem erfindungsgemäßen Hubsystem kann
vorteilhaft von dem Arbeitsschiff 2 bis zu einer Wellenhöhe von 1,5 m oder höher gearbeitet
werden. Das erfindungsgemäße Hubsystem wird ferner bevorzugt bei einer Wassertiefe
von 0 bis 20 m in Küstennähe eingesetzt.
[0065] Sind Arbeiten in größeren Wassertiefen zu verrichten, besteht die Möglichkeit alternativ
teleskopierbare Tragbeine 12 zu verwenden. Dazu weist das Tragbein 12 einen Tragbeingrundkörper
mit mindestens einer in dem Grundkörper gelagerten Teleskopstufe auf.
[0066] Zum Heben des Arbeitsschiffes 2 werden die Tragbeine 12 seitlich des Schiffes 2 bis
zu einer vorbestimmten Tiefe, insbesondere ca. 2 m über dem Gewässergrund 28, herabgelassen.
Dabei ist die Tiefe der abgelassenen Tragbeine 12 jedoch abhängig von der Anzahl und
der Länge der ausführbaren Teleskopstufen. Anschließend werden die Teleskopstufen
ausgeklinkt und sinken aufgrund der Schwerkraft auf den Gewässergrund 28. Beim Aufliegen
auf dem Gewässergrund 28 erfolgt eine Verriegelung der Teleskopstufen. Das Arbeitsschiff
2 kann nun wie vorstehend beschrieben aus dem Wasser 4 gehoben werden.
[0067] Das Absenken des Arbeitsschiffes 2 auf die Wasseroberfläche 6 erfolgt in umgekehrter
Weise. Zunächst wird das Arbeitsschiff 2 durch Druckablassen mittels der Hubarme 10
auf das Wasser 4 abgesetzt. Anschließend werden die Teleskopstufen der Tragbeine 12
in den Tragbeingrundkörper eingezogen. Dies erfolgt bspw. durch einen Antrieb über
ein Zugsystem oder durch einen innenliegenden Hydraulikzylinder. Es sind jedoch auch
weitere Mechanismen zum Einholen der Teleskopstufen anwendbar.
[0068] Eine alternative Möglichkeit zum Erreichen größerer Tiefen ist eine vertikal in einer
Führung verschiebbar gelagerte Aufhängung des Hubarms 10 an den Tragbeinen 12. Beim
Herablassen des Tragbeins 12 wird die Verankerung 30 des Hubarms 10 in einer Führung
des Tragbeins 12 vertikal nach oben verschoben, bis das Tragbein 12 auf dem Gewässergrund
28 aufsetzt. Anschließend wird die Verankerung 30 des Hubarms 10 in dieser Position
fixiert. Die Fixierung kann bspw. über eine Rastnase in einer am Tragbein 12 befestigten
Zahnstange erfolgen.
[0069] Nach dem Fixieren der Verankerung 30 kann das Arbeitsschiff 2 wie vorstehend beschrieben
aus dem Wasser gehoben werden.
[0070] Das Absenken des Arbeitsschiffes 2 erfolgt wieder in umgekehrter Weise. Zunächst
wird das Arbeitsschiff 2 auf das Wasser 4 abgesetzt. Anschließend wird die Fixierung
der Verankerung 30 an dem Tragbein 12 gelöst und das Tragbein 12 angehoben, bis die
Verankerung 30 des Hubarms 10 in der Führung des Tragbeins 12 die ursprüngliche Position
erreicht hat und das Tragbein 12 mittels des Hubarms 10 aus dem Wasser gehoben werden
kann.
[0071] Zum Verrichten von Arbeiten unter Wasser, insbesondere zum Bergen oder Räumen eines
auf dem Gewässergrund 28 befindlichen Objektes, weist das Arbeitsschiff 2 ein Arbeitsrohr
20 auf.
[0072] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anwendung des Arbeitsrohrs
20, bei der das Arbeitsschiff 2 aus dem Wasser 4 gehoben ist und sicher auf den Stützorganen
8 steht. Um unter Wasser Arbeiten mit dem Arbeitsrohr 20 zu verrichten, wie beispielsweise
Lokalisieren, Freilegen und/oder Identifizieren von Objekten am Gewässergrund 28,
wird das Arbeitsrohr 20 mit dem Bagger 16, insbesondere Baggerarm, verbunden und mittels
des Baggers 16 bzw. Baggerarms in das Wasser 4 abgesenkt.
[0073] Das Arbeitsrohr 20 weist einen Durchmesser von 10 bis 30 cm, bevorzugt jedoch 20
bis 25 cm auf und wird mit dem an Bord des Arbeitsschiffes 2 befindlichen Hydraulikgroßbagger
16 bevorzugt über eine Schnellverschlusskupplung 18 verbunden. Zum Durchführen von
Unterwasserarbeiten verfügt das Arbeitsrohr 20 über eine Unterwasserkamera, eine Unterwassersonde
sowie Saug- und Spülvorrichtungen. Ferner ist zur Erfassung der Arbeitsumgebung die
Verwendung eines Sonars in dem Arbeitsrohr denkbar. Mittels des Baggers 16 wird das
Arbeitsrohr 20 in das Gewässer 4 hinabgelassen. Um die Widerstandsbelastung der Wasserströmung
auf den Baggerarm zu minimieren, ist dieser bevorzugt als Gittermastarm ausgebildet.
[0074] Ferner weist der Bagger 16 ein eigenes GPS-System auf, um mit dem Arbeitsrohr 20
koordinatengetreu arbeiten zu können. Dadurch ist es möglich, mittels der Unterwassersonde
einen vorgegebenen Verdachtspunkt zu einem Objekt GPS-koordinatengetreu zu relokalisieren.
[0075] Die Saug- und Spülvorrichtung ermöglicht ein Einspülen des Arbeitsrohrs 20 in den
Gewässergrund 28 zum Sondieren des Objektes, um die genaue Tiefenlage des Objektes
festzustellen. Ferner dient die Saug- und Spülvorrichtung zum Freilegen des Objektes,
um das Objekt identifizieren zu können.
[0076] Dazu weißt das Arbeitsrohr 20 einen Innenraum und einen Mantelbereich auf. Im Mantelbereich
sind mindestens ein, bevorzugt jedoch zwei Luftleitungen, angeordnet, mit denen Druckluft
in den unteren Bereich des Innenraumes des Arbeitsrohres 20 eingeblasen wird. Ferner
sind in dem Mantelbereich Wasserleitungen, bevorzugt bis zu vier Wasserleitungen,
angeordnet, mit denen Wasser unten aus dem Arbeitsrohr 20 gespült wird. Durch die
in dem Innenraum nach oben steigende Druckluft sowie durch den nach unten gerichteten
Wasserstrahl wird ein Unterdruck erzeugt, wodurch eine Strömung im Innenraum des Arbeitsrohrs
20 entsteht. Diese Strömung sorgt dafür das Bodenmaterial, wie z.B. Sediment, zusammen
mit dem angesaugten Wasser im Innenraum des Arbeitsrohrs 20 durch das Arbeitsrohr
20 nach oben transportiert wird und durch eine Austrittsöffnung oberhalb des Arbeitsrohres
20 ausgeblasen wird.
[0077] Über die Unterwasserkamera sowie einer zugehörigen Kabelverbindung vom Arbeitsrohr
20 zum Arbeitsschiff 2 kann die Vorgehensweise des Arbeitsrohrs 20 akustisch und visuell
von einem Bediener auf dem Arbeitsschiff 2 verfolgt werden, und ggf. das Objekt identifiziert
werden.
[0078] Ist eine Identifizierung des Objektes, zum Beispiel aufgrund schlechter Sichtverhältnisse,
mittels der Unterwasserkamera nicht möglich, erfolgt die Identifikation direkt durch
den Einsatz eines Tauchers am Gewässergrund 28 Zum Schutz des Tauchers am Gewässergrund
28 wird erfindungsgemäß Strömungsschutztechnik eingesetzt, welche ein Arbeiten am
Gewässergrund 28 sicher und ohne Einfluss der Strömung im Wasser 4 ermöglicht.
[0079] In Fig. 5 ist in einer schematischen Darstellung der Einsatz eines Strömungsschutzrohres
bzw. Taucherschutzrohres 22 gezeigt. Das Strömungsschutzrohr 22 ist bevorzugt im Wesentlichen
kreiszylinderförmig ausgebildet mit einer Höhe von 3 bis 5 m, bevorzugt jedoch 4 m,
und einem Durchmesser von 2 bis 3 m, bevorzugt jedoch 2,5 m.
[0080] Für einen Arbeitseinsatz wird das Arbeitsrohr 20 vom Baggerarm abgekoppelt und über
den Schnellverschluss 18 das Strömungsschutzrohr 22 an den Bagger 16 angekoppelt.
Das Strömungsschutzrohr 22 wird dann an die Bordkante des Arbeitsschiffes 2 gehoben,
so dass ein Taucher ein Innenpodest in dem Strömungsschutzrohr 22 betreten kann.
[0081] Mittels des Baggers 16 wird das Strömungsschutzrohr 22 mit dem Taucher mittig über
dem Objekt am Gewässergrund 28 abgestellt. Die genaue Steuerung der Bewegung erfolgt
auch hier mittels des GPS-Systems des Baggers 16.
[0082] Befindet sich das Strömungsschutzrohr 22 fest auf dem Gewässergrund 28, kann der
Taucher über einen Leitergang von dem Innenpodest auf den Gewässergrund 28 hinabsteigen
und die Identifizierung des Objektes visuell und/oder durch vorsichtiges Abtasten
bzw. die Freilegung des Objektes durch vorsichtiges Graben oder Spülen durchführen.
Dieser Vorgang lässt sich vorteilhaft über eine Kamera am Taucherhelm von einem Bediener
an Bord des Arbeitsschiffes 2 überwachen.
[0083] Der Einsatz von Strömungsschutztechnik, wie beispielsweise ein vorstehend beschriebenes
Strömungsschutzrohr 22, ermöglicht vorteilhaft auch Taucharbeiten am Gewässergrund
28 bei einer Fließgeschwindigkeit des Gewässers 4 von mehr als 0,6 m pro Sekunde.
[0084] Handelt es sich bei dem Objekt um ein Kampfmittel oder Kampfstoff, wird das Objekt
in einen Behälter oder direkt am Strömungsschutzrohr 22 befestigt, um das Objekt sicher
zu heben, oder ggf. direkt an Ort und Stelle gesprengt.
[0085] Handelt es sich bei dem Objekt hingegen um kein Kampfmittel oder Kampfstoff sondern
um ein am Gewässergrund 28 liegendes Hindernis, kann eine Bergung auch über einen
Zweischalengreifer erfolgen, welcher mittels der Schnellverschlusskupplung 18 an dem
Bagger 16 befestigt wird. Dazu wird das Objekt mit dem Zweischalengreifer gegriffen
und an Bord des Arbeitsschiffes 2 gehoben, wo es sicher gelagert werden kann. Die
Bewegung des Zweischalengreifers kann mithilfe des GPS-Systems des Hydraulikgroßbaggers
16 gesteuert werden.
[0086] Nach der Bergung oder Räumung eines Objektes erfolgt eine Nachsondierung des Gewässergrundes
28 durch den Taucher oder mittels des Arbeitsrohres 20. Ist die Bergung bzw. Räumung
zu einem Verdachtspunkt auf dem Gewässergrund 28 abgeschlossen, werden alle Arbeitsgerätschaften
an Bord des Arbeitsschiffes 2 gesichert, gelagert und das Arbeitsschiff 2 mittels
der Stützorgane 8 wieder auf der Wasseroberfläche 6 abgesetzt. Nach dem Heben der
Tragbeine 12 werden diese in einer Transportposition festgesetzt. Das Arbeitsschiff
2 kann nun zum nächsten Verdachtspunkt fahren und das Verfahren beginnt erneut.
[0087] Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren erhöht vorteilhaft
die Produktivität von Arbeiten unter Wasser, insbesondere Taucharbeiten am Gewässergrund
28 Die computergestützten, hydraulisch betriebenen, spinnenbeinartigen Stützorgane
8 steigern vorteilhaft die Unabhängigkeit von Witterungseinflüssen, insbesondere von
der Höhe der Wellen. Das Herablassen der Tragbeine 12 seitlich des Arbeitsschiffes
2 sorgt für mehr Stabilität und ermöglicht ggf. die Verwendung eines schmaleren Arbeitsschiffes
2 als es der Stand der Technik vorsieht.
[0088] Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Arbeitsrohres 20 sowie eines erfindungsgemäßen
Strömungsschutzrohres 22 steigert zudem vorteilhaft die Unabhängigkeit von der Gezeitenströmung.
Dadurch werden die Arbeits- und Ablaufproduktivität und somit die Effizienz des Arbeitseinsatzes
vorteilhaft erhöht.
[0089] Sämtliche in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale
sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen
bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle im Rahmen
der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
1. Schwimmfähige Arbeitsplattform, insbesondere Arbeitsschiff, mit einem Hubsystem zum
Herausheben der Arbeitsplattform (2) aus dem Wasser (4) bzw. Herabsenken der Arbeitsplattform
(2) auf das Wasser (4), wobei das Hubsystem mindestens vier hydraulisch betriebene
Stützorgane (8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützorgane (8) jeweils einen hydraulisch betriebenen Hubarm (10) und jeweils
ein Tragbein (12) aufweisen, wobei der Hubarm (10) an einem ersten Angelpunkt (24)
schwenkbar an der Arbeitsplattform (2) angeordnet ist und an einem zweiten Angelpunkt
(25) schwenkbar an dem Tragbein (12) angeordnet ist und
mindestens ein Hydraulikzylinder an dem Hubarm (10) angeordnet ist, um den Hubarm
(10) um den ersten Angelpunkt (24) zu verschwenken.
2. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung der Tragbeine (12) als teleskopierbare Konstruktion mit einem Tragbeingrundkörper
und mindestens einer in dem Grundkörper gelagerten Teleskopstufe.
3. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
jeweils einen Fußteller (14) an dem Tragbein (12) zum flächigen Aufsetzen des Stützorgans
(8) auf dem Gewässergrund (28), wobei die Fußteller (14) Sensoren zur Erfassung der
genauen Position der Fußteller (14) aufweisen und/oder Luftdüsen und Spüldüsen aufweisen
und/oder ein Gelenk zwischen Fußteller (14) und Tragbein (12) zum Ausgleichen von
Bodenunebenheiten aufweisen.
4. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Computersteuereinheit, welche derart ausgestaltet ist, um die Bewegungen der
Stützorgane (8) beim Absetzen und Heben zu steuern.
5. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine mechanische Verriegelungsvorrichtung der Stützorgane (8) zum Fixieren der Stützorgane
(8) nach Abschluss der Positionierung der Arbeitsplattform (2) sowie zum Fixieren
der Stützorgane (8) zur Herstellung einer Transportposition.
6. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
einen Bagger (16), insbesondere einen Hydraulikgroßbagger, an Bord der Arbeitsplattform
(2), wobei der Bagger (16) einen Schnellkupplungsverschluss (18) an dem Baggerarm
aufweist, zum schnellen Ankoppeln und Abkoppeln von Arbeitsgerätschaften, insbesondere
Arbeitsrohr (20), Strömungsschutzrohr (22) oder Zweischalengreifer.
7. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des Baggers (16), insbesondere des Baggerarms, mit einem GPS-System.
8. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
ein ins Wasser (4) absenkbares Arbeitsrohr (20) mit einer Unterwassersonde, insbesondere
einer Magnetfeldsonde, sowie einer Saugvorrichtung und einer Spülvorrichtung.
9. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
ein ins Wasser (4) absenkbares Strömungsschutzrohr (22), wobei das Strömungsschutzrohr
(22) eine Vielzahl an Wasserdurchlassöffnungen in der Mantelfläche des Strömungsschutzrohres
(22) aufweist.
10. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine akustisch arbeitende Ortungseinrichtung, insbesondere ein Side-Scan-Sonar, an
Bord der Arbeitsplattform (2), welche derart ausgestaltet ist, um ein Bodenprofil
des Gewässergrundes (28) zu erstellen.
11. Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer schwimmfähigen Arbeitsplattform (2), insbesondere
einer schwimmfähigen Arbeitsplattform (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mittels
eines Hubsystems mit mindestens vier hydraulisch betriebenen Stützorganen (8),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützorgane (8) jeweils einen Hubarm (10) und ein Tragbein (12) aufweisen, wobei
der Hubarm (10) an einem ersten Angelpunkt (24) schwenkbar an der Arbeitsplattform
(2) angeordnet ist und an einem zweiten Angelpunkt (25) schwenkbar an dem Tragbein
(12) angeordnet ist,
der Hubarm (10) mittels mindestens eines Hydraulikzylinders um den ersten Angelpunkt
(24) verschwenkt wird, um das Tragbein (12) mittels des hydraulisch betriebenen Hubarms
(10) seitlich der Arbeitsplattform (2) in das Wasser (4) einzubringen bzw. herauszuholen,
die Arbeitsplattform (2) mittels der hydraulisch betriebenen Stützorgane (8) bei festem
Stand der Tragbeine (12) aus dem Wasser (4) herausgehoben wird bzw. auf das Wasser
(4) abgesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Heben der Arbeitsplattform (2) die Tragbeine (12) mittels der Hubarme (10) bis
auf eine vorbestimmte Höhe über dem Gewässergrund (28) abgesenkt werden und jeweils
mindestens eine in einem Tragbeingrundkörper des Tragbeins (12) gelagerte Teleskopstufe
der Tragbeine (12) abgelassen wird,
zum Absenken der Arbeitsplattform (2) auf das Wasser (4) jeweils mindestens eine in
einem Tragbeingrundkörper des Tragbeins (12) gelagerte Teleskopstufe der Tragbeine
(12) eingezogen wird und die Tragbeine (12) mittels der Hubarme (10) aus dem Wasser
(4) gehoben werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bewegungen der Stützorgane (8) beim Absetzen und Heben der Stützorgane (8) mittels
einer Computersteuereinheit gesteuert werden und mittels einer Mehrzahl von Sensoren
an den Stützorganen (8) überwacht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützorgane (8) nach dem Heben der Arbeitsplattform (2) sowie nach Erreichen einer
Transportposition der Tragbeine (12) mechanisch verriegelt werden, um die Stützorgane
(8) zu fixieren.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den Tragbeinen (12) jeweils ein Fußteller (14) mit Luftdüsen und Spüldüsen angeordnet
ist und mittels der Luftdüsen und Spüldüsen das Eindringen der Tragbeine (12) in den
Gewässergrund (28) minimiert wird sowie das Herauslösen der Tragbeine (12) aus dem
Gewässergrund (28) erleichtert wird.