Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtragen einer Bodenschicht an einem Gewässergrund gemäß dem Anspruch 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fräsvorrichtung zum Abtragen einer Bodenschicht an einem Gewässergrund mit einem mobilen Trägergerät, welches zum Verschieben auf einem Boden angetriebene Vortriebseinheiten aufweist, und mindestens einer Linearführungseinrichtung, welche am Trägergerät angeordnet und zum verschiebbaren Führen mindestens einer Fräseinheit ausgebildet ist, welche im Wesentlichen vertikal entlang der Linearführungseinrichtung zum Abfräsen von Bodenmaterial in den Boden einbringbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Fräsvorrichtungen sind seit langem im Spezialtiefbau im Einsatz, insbesondere beim Erstellen sogenannter Schlitzwände im Boden. Dabei werden die Fräsvorrichtungen zumeist auf einem vorbereiteten planen Baugrund eingesetzt.

Auch ist es bekannt, derartige Fräsvorrichtungen beim Abbau von Bodenschätzen in unterschiedlichem Gelände einzusetzen.

Aus der EP 3 805 465 A1 ist eine Unterwasser-Abtragsvorrichtung zum Abbau von Rohstoffen an einem Gewässergrund bekannt. Diese umfasst eine Abtragseinheit, welche an einem Basisrahmen in einer horizontalen Richtung verschiebbar geführt ist, um verschiedene Abtragspositionen einzunehmen.

Weiter gehen aus der WO 2015/178854 A1 und der WO 2015/178853 A1 Unterwas- ser-Abbausysteme hervor. Bei diesen Systemen werden mehrere mobile Abbaueinheiten eingesetzt, von welchen abgebautes Bodenmaterial zu schwimmenden Behältern abgeführt wird, welche unter Wasser zwischen den Abbaueinheiten und einem Versorgungsschiff angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Fräsvorrichtung anzugeben, mit welchen ein effizientes Abtragen einer Bodenschicht an einem Gewässergrund ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Fräsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Abtragen einer Bodenschicht an einem Gewässergrund mit einer Fräsvorrichtung, welche auf dem Gewässergrund abgesetzt wird, wobei die Fräsvorrichtung ein mobiles Trägergerät und mindestens eine am Trägergerät gelagerte Fräseinheit aufweist, welche mittels mindestens einer Linearführungseinrichtung verschiebbar geführt ist. Nach der Erfindung wird die Fräsvorrichtung nach dem Absetzen auf dem Gewässergrund in eine im Wesentlichen horizontale Position gebracht und ausgerichtet, mit der mindestens einen Fräseinheit wird eine im Wesentlichen horizontale, ebene Anfangsfläche, auch Planum genannt, gebildet, wobei die mindestens eine Fräseinheit im Wesentlichen vertikal entlang der Linearführungseinrichtung zum Abfräsen von Bodenmaterial in den Boden eingebracht wird, die Fräsvorrichtung wird auf die gebildete Anfangsfläche bewegt und ausgehend von der ebenen Anfangsfläche wird durch vertikales Verschieben der Fräseinheit in den Boden und horizontales Verschieben des Trägergerätes Boden abgetragen.

Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, eine Fräsvorrichtung, insbesondere eine sogenannte Schlitzwandfräse, mit einem mobilen Trägergerät auch auf einem nicht ebenen Gelände, insbesondere einem gestuften Gelände einzusetzen und zuverlässig zu betreiben. Dies wird dadurch erreicht, dass die Fräsvorrichtung nach dem Absetzen auf dem Gewässergrund in eine im Wesentlichen horizontale Position gebracht und ausgerichtet wird und dann mit der mindestens einen Fräseinheit eine im Wesentlichen horizontale, ebene Anfangsfläche gebildet wird. Anschließend wird die Fräsvorrichtung auf die gebildete Anfangsfläche bewegt und ausgehend von der ebenen Anfangsfläche wird durch vertikales Verschieben der Fräseinheit in den Boden und horizontales Verschieben des Trägergerätes Boden abgetragen. Es kann nunmehr ein weiteres gesichertes Abtragen von Boden auch in einem unebenen und/oder weitgehend unbekanntem Gelände unter Wasser durchgeführt werden.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass an dem mobilen Trägergerät Vortriebseinheiten angeordnet sind, welche jeweils in einer vertikalen Richtung verstellbar sind, und dass nach dem Absetzen auf dem Gewässergrund die Vortriebseinheiten definiert vertikal verstellt werden, bis die gewünschte horizontale Ausrichtung der Fräsvorrichtung erreicht wird. Die Vortriebseinheiten dienen zum Bewegen der Fräsvorrichtung. Dabei wird diese zunächst horizontal ausgerichtet. Dann kann ein gezieltes Abtragen und Versetzen/Verschieben der Fräsvorrichtung erfolgen. Die Vortriebseinheiten können ein Radfahrwerk, ein Raupenfahrwerk und/oder ein Schreitwerk aufweisen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es bevorzugt, dass nach dem Erstellen der horizontalen Anfangsfläche die Vortriebseinheiten in eine etwa gleiche Stellposition verstellt werden. Das vertikale Verstellen kann über entsprechende Stellantriebe, insbesondere vertikale Stellzylinder erfolgen. Nach dem Erstellen einer Anfangsfläche bei unterschiedlich ausgefahrenen Vortriebseinheiten zur Kompensation von Geländeunebenheiten können die Vortriebseinheiten wieder auf einem gleichen Höhenniveau angeordnet werden.

Eine vorteilhafte Verfahrensvariante besteht nach einer Weiterbildung der Erfindung darin, dass ein Frässchlitz mit einer Fräsbreite gebildet wird, welche gleichgroß oder größer als eine Breite des Trägergerätes der Fräsvorrichtung ist, und dass die Fräsvorrichtung schrittweise in den gebildeten Frässchlitz verfahren wird. Das Verfahren ermöglicht einen effizienten Abbau und Abtrag von oberflächennahen Bodenschichten.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass die Bodenschicht treppenartig und/oder mäanderartig durch die Fräsvorrichtung abgetragen wird. Beginnend von der Anfangsfläche kann so großflächig eine Bodenschicht effizient abgetragen werden. Bei einem begrenzten Hub der Vortriebseinheiten in einer vertikalen Richtung können tiefere Bodenschichten durch ein treppenartiges nach unten Arbeiten abgebaut werden. Entsprechend kann die Fräsvorrichtung auch wieder treppenartig nach oben ansteigen. Durch einen mäanderartigen Abbau können nebeneinanderliegende Bodenbereiche zeilenartig abgetragen werden.

Grundsätzlich kann an dem Trägergerät lediglich eine einzelne Fräseinheit zum Abtragen von Boden vorgesehen sein. Ein besonders effizienter Abtrag einer Bodenschicht ergibt sich nach einer Ausführung der Erfindung dadurch, dass der Boden durch mehrere Fräseinheiten abgetragen wird, welche parallel nebeneinander an dem Trägergerät vertikal verstellbar gelagert sind.

Abhängig von dem Aufbau und der Anzahl der eingesetzten Fräseinheiten, welche etwa mehrere Fräsradpaare mit horizontal gerichteten Fräsradachsen aufweisen können, können sich am Boden verfahrensbedingt Bodenstege oder Rillen ausbilden, welche die Ebenheit der abgetragenen Fläche beeinträchtigen. Um dem entgegenzuwirken, ist es nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass zum Abtragen eines beim Fräsen durch die mindestens eine Fräseinheit verbliebenen Bodenstegs mindestens eine Zusatz-Abtragseinheit eingesetzt wird, welche nach dem Trägergerät rückversetzt zu der mindestens einen Fräseinheit angeordnet ist. Die Abtragseinheit kann dabei im einfachsten Fall ein rakelartiges Abtragselement oder Schneidelement sein, welches kleinere verbliebene Bodenstege abträgt und so die Abtragsfläche einebnet. Die Zusatz-Abtragseinheit kann aber auch selbst eine Fräseinheit mit einem oder mehreren angetriebenen Fräsrädern sein. Vorzugsweise kann dabei die eine oder die mehreren Fräsradachsen vertikal gerichtet sein, so dass mit einer entsprechend planen Stirnseite des Fräsrades eine plane Bodenfläche erzeugt wird. Es können eine oder mehrere Zusatz-Abtragseinheiten angeordnet sein. Die Zu- satz-Abtragseinheit kann vorzugsweise in einer Querrichtung verschiebbar gelagert sein, um so die gesamte Fräsbreite durch Verschieben abzudecken. Das Abtragen von Bodenstegen hat zudem den Vorteil, dass beim Gewinnen von Bodenschätzen zusätzliches wertvolles Material gewonnen wird.

Für ein effizientes Gewinnen von Bodenschätzen ist es nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorteilhaft, dass das abgetragene Bodenmaterial zu einem Behälter gefördert wird. Der Behälter kann sich dabei selbst unter Wasser oder auch über Wasser befinden. Bei einem Behälter unter Wasser kann dieser zu bestimmten Zeitpunkten geleert oder durch einen leeren Behälter ausgewechselt werden.

Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebseinheiten an einem Unterwagen des Trägergeräts jeweils in einer vertikalen Richtung verstellbar gelagert sind und dass die Vortriebseinheiten jeweils über einen Stellantrieb in der vertikalen Richtung verstellbar sind.

Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, dass die Vortriebseinheiten an einem Unterwagen des Trägergeräts jeweils in einer vertikalen Richtung verstellbar gelagert und mit einem Stellantrieb vertikal verstellbar sind. Auf diese Weise kann eine Fräsvorrichtung, insbesondere eine sogenannte Schlitzwandfräse, mit einem mobilen Trägergerät auch auf einem nicht ebenen Gelände, insbesondere einem gestuften Gelände eingesetzt und zuverlässig betrieben werden. Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung erlaubt so ein breiteres Einsatzspektrum und gewährleistet eine besonders hohe Betriebssicherheit, insbesondere gegen ein Kippen in einem nicht ebenen Gelände. Die Linearführungseinrichtung kann dabei insbesondere ein Mast sein, entlang welchem die Fräseinheit mittels eines Schlittens entlang einer Mastführung verfahrbar ist.

Die Vortriebseinheiten können an dem Unterwagen entlang von vertikalen Führungen verschiebbar gelagert und geführt sein. Als Stellantrieb können insbesondere ein oder mehrere Hydraulikzylinder vorgesehen sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Trägergerät zwei Längsseiten aufweist, wobei an jeder Längsseite mindestens zwei in Längsrichtung gerichtete Vortriebseinheiten angeordnet sind. Somit sind an jeder Längsseite zwei oder mehr Vortriebseinheiten gelagert, so dass bei der Fräsvorrichtung auch Geländeunterschiede in einer Längsrichtung des Gerätes über eine Vertikalverstellung der unterschiedlichen Vortriebseinheiten ausgeglichen werden können. Insbesondere ist jede einzelne Vortriebseinheit individuell vertikal verstellbar.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es bevorzugt, dass an dem Unterwagen zusätzlich zu den Vortriebseinheiten entlang der Längsseiten mindestens eine Vortriebseinheit vorgesehen ist, welche zum Verschieben in einer Querrichtung angeordnet und ausgebildet sind. Vorzugsweise sind zwei oder mehr zusätzliche Vortriebseinheiten in Querrichtung angeordnet. Die quergerichteten Vortriebseinheiten können ebenfalls vertikal verstellbar sein, wobei ebenso ein vertikaler Stellantrieb vorgesehen ist. Mit den quergerichteten Vortriebseinheiten kann ohne Weiteres ein Verfahren der Fräsvorrichtung in einer Querrichtung erfolgen, ohne dass aufwendige Rangiermanöver notwendig sind. Bei einem Verfahren in Längsrichtung kann sich die mindestens eine quer gerichtete Vortriebseinheit in einer nach oben rückgezogenen Ruheposition befinden. Bei einem Verfahren in Querrichtung können die eine oder mehreren quergerichteten Vortriebseinheiten nach unten und/oder die in Längsrichtung gerichteten Vortriebseinheiten nach oben verstellt werden, so dass die längs gerichteten Vortriebseinheiten nicht mehr oder nicht wesentlich mit dem Boden in Kontakt sind, so dass ein vereinfachtes Verschieben oder Verfahren der Fräsvorrichtung in der Querrichtung erfolgen kann.

Grundsätzlich kann die mindestens eine Vortriebseinheit in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein, insbesondere mit Rädern oder als ein Schreitwerk. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass mindestens eine Vortriebseinheit ein Raupenfahrwerk aufweist. Ein Raupenfahrwerk umfasst eine umlaufende Kette und ist besonders geländegängig. Zudem gewährt ein Raupenfahrwerk eine relativ große Auflagefläche, so dass auch ein hohes Gerätegewicht auf eine relativ große Auflagefläche verteilt werden kann, so dass sich eine relativ geringe Flächenpressung ergibt. Dies schont den Boden und erhöht die Standfestigkeit des Gerätes. Das Raupenfahrwerk kann an einzelnen Vortriebseinheiten oder vorzugsweise an allen Vortriebseinheiten einschließlich der längs und quer gerichteten Vortriebseinheiten ausgebildet sein. Grundsätzlich kann auch eine Kombination mit anders gebildeten Vortriebseinheiten zum Einsatz kommen.

Eine weitere Verbesserung der Fahreigenschaften kann nach einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung dadurch erzielt werden, dass mindestens eine Vortriebseinheit drehbar um eine vertikale Drehachse ausgebildet ist. Vorzugsweise kann eine Drehbarkeit um einen vorgegebenen Drehwinkel, etwa bis 180 Grad, oder eine vollständige Drehbarkeit um 360 Grad gegeben sein. Insbesondere in Kombination mit einer individuellen Höhenverstellung der einzelnen Vortriebseinheiten kann so eine Vortriebseinheit angehoben und vom Boden beabstandet werden, was eine vereinfachte Drehung in der angehobenen Position ermöglicht. Bei dieser Anordnung können quer gerichtete Vortriebseinheiten entfallen.

Ein besonders guter Abtrag von Bodenmaterial kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt werden, dass die Fräseinheit an ihrer Unterseite Fräsräder, insbesondere zwei Paare von Fräsrädern, aufweist. Vorzugsweise kann die Fräseinheit eine Grundkomponente einer grundsätzlich bekannten Schlitzwandfräse sein, bei welcher an einem Rahmen an der Unterseite zwei Paare von Fräsrädern zum Bilden eines etwa rechteckigen Fräsquerschnittes angeordnet sind. Die Fräsräder jedes Paares sind dabei an einem gemeinsamen mittigen Lagerschild zu beiden Seiten der Lagerschildes drehbar gelagert.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, dass mehrere Fräseinheiten parallel zueinander verschiebbar entlang einer Linearführungseinrichtung angeordnet sind. Durch die Anordnung von zwei, drei oder noch mehr Fräseinheiten kann ein relativ breiter Frässchlitz in effizienter Weise erstellt werden. Durch einen gleichzeitigen Einsatz von nebeneinander angeordneten Fräseinheiten reduziert sich somit der Zeitaufwand für das Fräsen auf etwa die Hälfte. Durch die Anordnung weiterer Fräseinheiten kann sich eine weitere entsprechende Reduzierung der Wartungszeit ergeben.

Bei herkömmlichen Schlitzwandfräsen ist eine Abtrags- oder Schlitzbreite kleiner als die Breite der mobilen Trägereinheit. Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung ist eine Gesamtfräsbreite der mindestens einen Fräseinheit gleichgroß oder größer als eine Breite des Unterwagens des Trägergerätes. Dies kann insbesondere bei einem oberflächennahen Abtragen von Bodenmaterial auf größeren Flächen zweckmäßig sein. Insbesondere kann die mobile Fräsvorrichtung einen Bodenabtrag in Längsrichtung vornehmen, wobei nach jedem Abtragsschritt das Trägergerät schrittweise nachgeführt wird. Auf diese Weise kann die Fräsvorrichtung selbständig ein Planum zum Anordnen und Verfahren der Fräsvorrichtung schaffen.

Die Linearführungseinrichtung kann in grundsätzlich jeder bekannten und geeigneten Weise ausgeführt sein. Insbesondere kann ein Mast oder Mäkler mit einer Linearführung vorgesehen sein. Besonders zweckmäßig ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die Linearführungseinrichtung kastenförmig mit mindestens einem Führungsschacht ausgebildet ist, in welchem eine Fräseinheit verschiebbar geführt ist. Die Fräseinheit kann dabei selbst mit einem gestell- oder kastenartigem Fräsenrahmen versehen sein. Die Fräseinheit kann so in dem Führungsschacht mehrseitig, insbesondere zwei-, drei- oder vierseitig, an Führungsflächen geführt sein. Dies ermöglicht eine besonders genaue und stabile Führung.

Eine weitere Erhöhung der Flexibilität ergibt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, dass die Linearführungseinrichtung an einem Oberwagen des Trägergeräts gelagert ist, welcher vorzugsweise drehbar um eine vertikale Drehachse auf dem Unterwagen gelagert ist. Es kann so ein umseitiges Bearbeiten eines Bodenbereiches von der Fräsvorrichtung erfolgen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein besonders effizienter Bodenabtrag dadurch erzielt, dass eine Absaugeinrichtung zum Absaugen und Abför- dern des abgefrästen Bodenmaterials angeordnet ist. Insbesondere an der Fräseinheit oder an dem Trägergerät kann eine Absaugpumpe angeordnet sein. Über eine oder mehrere Absaugöffnungen, welche vorzugsweise im Bereich der Fräsräder angeordnet sind, kann über eine entsprechende Absaugleitung mit der Absaugpumpe das abgetragene Bodenmaterial zusammen mit umgebender Flüssigkeit abgesaugt und von der Bearbeitungsstelle weggefördert werden. Insbesondere kann eine Förderung zu einem Aufnahmebehälter und/oder zu einer Aufbereitungs- oder Trenn-anlage erfolgen.

Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung kann grundsätzlich an Land an einer Bodenoberfläche eingesetzt werden. Bei dem derartigen Einsatz ist vorzugsweise eine Zuführung einer Flüssigkeit in den Arbeitsbereich, insbesondere einem ausgehobenen Schlitz, sinnvoll, um ein Abfördern des abgetragenen Bodenmaterials insbesondere durch eine Absaugeinrichtung zu erleichtern.

Besonders bevorzugt ist nach einer Ausführung der Erfindung eine Unterwasser-Abbauanordnung zum Abfräsen von Boden an einem Gewässergrund vorgesehen, wobei mindestens eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Fräsvorrichtung angeordnet ist. Die Unterwasser-Abbauanordnung kann autark unter Wasser oder in Verbindung mit einem Versorgungsschiff betrieben werden. Im letzteren Fall ist die Unterwasser- Abbauanordnung, insbesondere die Fräsvorrichtung, über eine Verbindungs- und Versorgungsleitung mit dem Versorgungsschiff verbunden.

Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung kann auf dem Gewässergrund mit einer nicht genau bekannten Oberflächenstruktur abgelassen werden. Durch die vertikale Verstellbarkeit der Vortriebseinheiten kann das Trägergerät mit der mindestens einen Fräseinheit in einer gewünschten Weise ausgerichtet, insbesondere in eine horizontale Position gebracht werden, so dass durch Abtragen der Gewässeroberfläche eine im Wesentlichen ebene Abtragsfläche geschaffen werden kann. Diese kann für eine weitere Bearbeitung des Bodens und insbesondere zu einem weiteren Abbau mittels der Fräsvorrichtung eingesetzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung, dass eine Versorgungseinheit vorgesehen ist, welche mit der mindestens einen Fräsvorrichtung zum Zuführen von Energie und/oder Abführen von abgefrästen Bodenmaterial verbunden ist. Die Versorgungseinheit kann dabei selbst unter Wasser oder an der Wasseroberfläche angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung von hinten;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Fräsvorrichtung von Figur 1 von vorne;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zu einer erfindungsgemäßen Unterwasser-Abbauanordnung;

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen

Fräsvorrichtung der Figuren 1 und 2 beim Abtragen eines oberen Bodenbereichs;

Fig. 5 eine vergrößerte Detailseitenansicht der erfindungsgemäßen

Fräsvorrichtung im Betrieb; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung beim Abbau eines abfallen Bodenbereichs;

Fig. 7 eine weitere perspektivische Ansicht zu der erfindungsgemäßen

Fräsvorrichtung beim Abtragen eines Bodenbereichs;

Fig. 8 eine Seitenansicht zu der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung bei einem stufenartigen Abbau eines Bodenbereichs;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung mit einem bearbeiteten Bodenbereich;

Figuren 10 bis 19 jeweils Seitenansichten der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung beim Abbau eines Bodenbereichs in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten;

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung beim Abtrag eines Bodenbereichs;

Fig. 21 eine weitere perspektivische Darstellung der Fräsvorrichtung von

Figur 20 von vorne mit einem verschwenden Oberwagen;

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht zu der Fräsvorrichtung der Figuren 20 und 21 und einem weiter verschwenden Oberwagen beim weiteren Abbau eines Bodenbereichs;

Fig.23 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung mit

Zusatz-Abtragseinheit;

Fig.24 eine Draufsicht der Fräsvorrichtung von Fig. 23 beim Abtragen von

Boden in einer Längsrichtung; und

Fig.25 eine Draufsicht der Fräsvorrichtung von Fig. 23 beim Abtragen von

Boden in einer Querrichtung;

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung 10 nach den Figuren 1 und 2 weist ein Trägergerät 12 auf, welches einen Unterwagen 14 und einen darauf um eine vertikale Drehachse drehbar gelagerten Oberwagen 16 umfassen kann. An Längsseiten des vorzugsweise rechteckigen Unterwagens 14 sind mehrere Vortriebseinheiten 20 in Reihe angeordnet. Die Vortriebseinheiten 20 können jeweils ein Raupenfahrwerk aufweisen und einzeln über jeweils einen zugeordneten Stellantrieb 26 vertikal verfahrbar sein, wie später näher erläutert wird.

Vorzugsweise können die einzelnen längs gerichteten Vortriebseinheiten 20 über den jeweiligen Stellantrieb 26 auch um eine vertikale Drehachse jeweils drehbar sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind an jeder Längsseite vier Vortriebseinheiten 20 angeordnet.

An den Breitseiten des Unterwagens 14 können vorzugsweise zwei quer gerichtete Vortriebseinheiten 22 angeordnet sein, deren Fahrrichtung um 90° gedreht, also quer, zu der Fahrrichtung der längs gerichteten Vortriebseinheiten 20 ausgebildet ist. Die quer gerichteten Vortriebseinheiten 22 können ebenfalls über nicht näher dargestellte Stellantriebe vertikal verstellbar sein. Die Funktionsweise der quer gerichteten Vortriebseinheiten 22 wird nachfolgend noch näher beschrieben.

An dem Oberwagen 16 kann eine Linearführungseinrichtung 18 angeordnet sein, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel kastenförmig mit drei in vertikaler Richtung verlaufenden Führungsschächten 19 ausgebildet ist. In den Führungsschächten 19 kann jeweils eine kastenförmige Fräseinheit 30 linear verschiebbar und antreibbar gelagert sein. Wie später näher gezeigt wird, weisen die Fräseinheiten 30 einen kastenförmigen Fräsenrahmen mit rotierend angetriebenen Fräsrädern an der Unterseite des Fräsenrahmens auf. Durch vertikales Absenken oder Ausfahren der Fräseinheiten 30 aus den Führungsschächten 19 der Linearführungseinrichtung 18 kann unter den Fräsrädern befindliches Bodenmaterial abgetragen werden.

Über eine nur schematisch angedeutete Absaugeinrichtung 40 mit Absaugleitungen 42 kann abgefrästes Bodenmaterial im Bereich der Fräsräder nach oben durch die jeweilige Fräseinheit 30 zum Oberwagen 16 abgesaugt und von dort über eine Versorgungsleitung 68, welche auch eine Abführleitung umfassen kann, von der Fräsvorrichtung 10 zu einer Versorgungseinheit 60 abgefördert, welche nachfolgend näher in Zusammenhang mit der Fig. 3 beschrieben wird.

Die vorzugsweise fahrerlose Fräsvorrichtung 10 kann über eine Steuerleitung 74 gesteuert werden, mit welcher die Fräsvorrichtung 10 mit einer zentralen Steuereinheit 70 zum Bilden einer Unterwasser-Abbauanordnung 50 gemäß Fig. 3 verbunden ist. Eine Steuerung kann aber auch drahtlos über eine entsprechende Funkverbindung erfolgen.

Die in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Unterwasser-Abbauanordnung 50 umfasst mindestens eine Fräsvorrichtung 10, welche unter Wasser auf einem Gewässergrund 1 als Boden 2 eingesetzt wird. Die Fräsvorrichtung 10 kann aber in grundsätzlich gleicher oder ähnlicher Weise an Land zum Einsatz kommen. In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist die Fräsvorrichtung 10 bereits in den Boden 2 unter Ausbildung eines Frässchlitzes 5 vorgedrungen. Das dabei abgetragene Bodenmaterial wird über die Versorgungsleitung 68 zu einer Versorgungseinheit 60 mit einer daran vorgesehenen Schlauchwinde 66 weitergeleitet. Von der Schlauchwinde 66 wird das abgetragene Bodenmaterial in einen Behälter 64 der Versorgungseinheit 60 abgefördert und darin gelagert.

Die Versorgungseinheit 60 kann ein Basisgestell 62 mit drei Stellfüßen aufweisen. Auf dem Basisgestell 62 kann ein Behälter 64 vorzugsweise lösbar gelagert sein. Der Behälter 64 kann über eine Förderleitung 52 mit einem Versorgungsschiff verbunden sein, um kontinuierlich oder zu bestimmten Zeitpunkten abgetragenes Bodenmaterial abzufördern. Alternativ oder ergänzend kann der Behälter 64 von dem Basisgestell 62 gelöst und zum Entleeren an die Oberfläche verbracht werden. Der Behälter 64 kann dabei durch einen neuen, leeren Behälter 64 ersetzt werden.

Zur Steuerung der an einem Gewässergrund angeordneten Unterwasser-Abbauanordnung 50 kann eine zentrale Steuereinheit 70 angeordnet sein, welche vorzugsweise stationär ist. Weiterhin kann eine Mobileinheit 72 vorgesehen sein, welche verschiedene Aufgabe übernehmen kann. Die Mobileinheit 72 kann mit verschiedenen Sensoren und Messsonden ausgerüstet sein, um einen Gewässergrund zu erkunden. Weiterhin kann die Mobileinheit 72 zum Aufnehmen und Verfahren der zentralen Steuereinheit 70 ausgebildet sein.

Die Steuereinheit 70 kann drahtlos oder über eine Leitung 73 mit der Mobileinheit verbunden sein. Weiterhin kann eine Verbindung drahtlos oder über eine Steuerleitung 74 zu der Fräsvorrichtung 10 bestehen, um diese zu steuern. Über eine weitere Zentralleitung 54 kann die Steuereinheit 70 mit einem Versorgungsschiff in Verbindung stehen. In Fig. 4 ist die Funktionsweise der vertikal verstellbaren einzelnen Vortriebseinheiten 20 verdeutlicht. Unabhängig von den konkret dargestellten Ausführungsbeispielen ist die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung 10 mit einer Steuerung versehen, mit welcher der Unterwagen 14 auch auf einer nicht-ebenen Bodenoberfläche im Wesentlichen waagrecht gehalten wird. Zum Ausgleich von Unebenheiten können einzelne Vortriebseinheiten 20 mittels des jeweiligen Stellantriebes 26 gezielt vertikal ausgefahren oder eingefahren werden. In einer derartigen waagrechten Positionierung können die einzelnen Fräseinheiten 30 mit einem Fräsenrahmen 32 und unteren Fräsrädern 34 entlang der Linearführungseinrichtung 18 nach unten zum Abfräsen von Bodenmaterial ausgefahren werden. Die kastenartige Linearführungseinrichtung 18 kann dabei selbst entlang eines Mastes 17 am Oberwagen 16 vertikal verschiebbar gelagert sein.

Wie anschaulich in Fig. 5 dargestellt ist, können die Fräsräder 34 der jeweiligen Fräseinheit 30 bis zu einer Unterkante der Vortriebseinheiten 20 abgesenkt werden, so dass im Frässchlitz 5 ein Planum 7 gebildet wird, welches eine Anfangsfläche bezeichnet.

Weiterhin ist es für ein oberflächennahes Abtragen von Bodenmaterial durch Fräsen nach einer Ausführungsform der Erfindung sinnvoll, dass entlang der Linearführungseinrichtung 18 verschiebbare Seitenwände 28 vorgesehen sind, welche beim Fräsen bis zur Oberfläche des Bodens 2 abgesenkt werden können, wie deutlich aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht. Der Fräsbereich wird so von der Umgebung abgegrenzt, was ein besonders gutes Absaugen des abgetragenen Bodenmaterials mit umgebender Flüssigkeit ermöglicht. Gleichzeitig wird der Ausbreitung von Trübewolken in die Umgebung außerhalb des Fräsbereichs entgegengewirkt.

Aufgrund der Dimensionierung der Fräseinheiten 30 mit einer Breite, welche insgesamt größer als die Breitseite und auch die Längsseite des etwa rechteckigen Unterwagens 14 ist, kann in einem unebenen Bodenbereich ein breiter Frässchlitz 5 mit einer etwa horizontalen Bodenfläche, auch Planum 7 genannt, durch schrittweises Vortreiben der Fräsvorrichtung 10 eingebracht werden. In den so gebildeten Frässchlitz 5 kann die Fräsvorrichtung 10 einfahren. Dabei werden nach jedem Frässchritt die Fräseinheiten 30 wieder vertikal angehoben, bis diese über die Bodenoberfläche hinausragen. Anschließend kann der Unterwagen 14 mit den Vortriebseinheiten 20 einen Fahrschritt entsprechend der Fräsbreite eines Frässchrittes weiter in dem Boden 2 vorfahren. Anschließend kann ein weiterer Frässchritt durch Abteufen der Fräseinheiten 30 bis auf die Höhe des Planums 7 erfolgen. Dies kann so lange wiederholt werden, bis eine gewünschte Länge des Frässchlitzes 5 erreicht bzw. ein ausreichender Abtrag des Bodens 2 erfolgt ist.

Eine Verbreiterung des Frässchlitzes 5 kann dabei entsprechend der Darstellung nach Fig. 7 in einfacher Weise dadurch bewirkt werden, dass Fräseinheiten 30 mit dem Oberwagen 16 um 90° gegenüber dem Unterwagen 14 verschwenkt werden. Das Ver- schwenken kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Fräseinheiten 30 mit der Linearführung 18 über die Oberfläche des Bodens 2 angehoben werden. Dies erlaubt ein besonders einfaches Verschwenken.

Es kann sodann ein weiterer Frässchritt durch Absenken der Fräseinheiten 30 bis auf das Niveau des Planum 7 erfolgen. Der Frässchlitz 5 kann dabei nunmehr in einer Querrichtung vorangetrieben werden, wobei ein Verfahren in der Querrichtung durch die quer gerichteten Vortriebseinheiten 22 erfolgen kann. Diese können zum Verfahren durch nicht dargestellte Stellantriebe nach unten ausgefahren und in Kontakt mit dem Boden 2 gebracht werden. Auf diese Weise kann ein zweiter Abschnitt des Fräs-schlit- zes 5 erstellt werden, welcher etwa rechtwinklig zu einem ersten Abschnitt des Frässchlitzes 5 verläuft.

Ein weiteres Abfräsen kann auch abweichend von einem ebenen Planum 7 erfolgen, etwa indem Fräseinheiten 30 zum Bilden einer gestuften Bodenfläche schrittweise weiter abgesenkt werden, wie anschaulich aus den Figuren 8 und 9 hervorgeht. In Fig. 9 ist insbesondere ein gestuftes Planum 7 mit stufenartig angeordneten ebenen Abschnittsfläche dargestellt.

Sobald eine eingeebnete Arbeitsfläche mit einem durchgehenden ebenen Planum 7 oder einer gestuften Bodenfläche entsprechend Fig. 9 gebildet ist, kann ein weiteres schichtweises Abtragen des Bodens 2 mit der erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung 10 erfolgen, wie anschaulich aus den Darstellungen gemäß den Figuren 10 bis 19 zu erkennen ist.

In einem ersten Verfahrensschritt werden die Fräseinheiten 30 der Fräsvorrichtung 10 mittels der Linearführungseinrichtung 18 zum Boden 2 hin verfahren. Zur Abschottung der Frässtelle werden Seitenwände 28 von der Linearführungseinrichtung 18 auf die Oberfläche des Bodens 2 aufgesetzt, um so die Frässtelle zu umschließen. Sodann wird die mindestens eine Fräseinheit 30 weiter in den Boden 2 abgesenkt, wobei die drehenden Fräsräder 34 Bodenmaterial abtragen. Das abgetragene Bodenmaterial kann über Absaugleitungen 42 abgesaugt und von der Fräsvorrichtung 10 weggefördert werden.

Nach einem ersten Frässchritt wird die Fräseinheit 30 aus dem gebildeten Frässchlitz 5 wieder nach oben rückgezogen. Anschließend wird die Fräsvorrichtung 10 mittels der Vortriebseinheiten 20 um einen Verfahrschritt, welcher der Breite des Frässchlitzes 5 entspricht, verfahren, um einen weiteren anschließenden Frässchlitz 5 zu erstellen, wie in Fig. 11 dargestellt ist.

Hierzu wird die Fräseinrichtung 30 mittels der Linearführungseinrichtung 18 abermals zur Oberfläche des Bodens 2 nach unten verfahren, wobei erneut die Seitenwände 28 zur Umgrenzung der Frässtelle ausgefahren werden. Dabei wird die zu dem bereits bestehenden Frässchlitz 5 gerichtete Seitenwand 28 bis zum Fräsgrund des bestehenden Frässchlitzes 5 ausgefahren, wie gut erkennbar in Fig. 12 dargestellt ist. Auf diese Weise wird der bestehende Frässchlitz 5 verbreitert.

Dieser Verfahrensschritt kann beliebig oft in einer gewünschten Anzahl wiederholt werden, bis ein Frässchlitz 5 mit einer gewünschten Schlitzlänge erstellt ist, wie Fig. 13 zu entnehmen ist.

Nach dem letzten Frässchritt kann der Oberwagen 16 der Fräsvorrichtung 10 gegenüber dem Unterwagen 14 um 180° verschwenkt werden, so dass die Fräseneinheit 30 mit der Linearführungseinrichtung 18 vom gebildeten Frässchlitz 5 abgewandt ist, wie aus Fig. 14 hervorgeht. Hierdurch wird ein Schwerpunkt der Fräsvorrichtung 10 in die Hälfte der Fräsvorrichtung 10 verlagert, welche vom gebildeten Frässchlitz 5 abgewandt ist.

So wird nunmehr ermöglicht, dass die Fräsvorrichtung 10 entsprechend Fig. 15 mit einem ersten Teilbereich, welcher etwa einem Viertel der Länge der Fräsvorrichtung 10 entsprechen kann, über den gebildeten Frässchlitz 5 fahren kann, wie in Fig. 15 dargestellt ist. In dieser Position kann sodann die erste Vortriebseinheit 20 mit dem Stellantrieb 26 nach unten ausgefahren werden, bis sich die Vortriebseinheit 20 am Grund des Frässchlitzes 5 abstützt, wie in Fig. 16 verdeutlicht ist. Anschließend kann die Fräsvorrichtung 10 weiter in Richtung des Frässchlitzes 5 verfahren werden, bis eine weitere Vortriebseinheit 20 in dem Frässchlitz 5 abgesenkt werden kann, wie in Fig. 17 angedeutet ist. Dieses schrittweise Einfahren der Fräsvorrichtung 10 in den gebildeten Frässchlitz 5 wird so lange wiederholt, bis die letzte Vortriebseinheit 20 entsprechend Fig. 18 in den Frässchlitz 5 abgesenkt wird und sich die Fräsvorrichtung 10 vollständig in dem gebildeten Frässchlitz 5 entsprechend Fig. 19 befindet. Der Oberwagen 16 kann dabei wieder gegenüber dem Unterwagen 14 um 180° verschwenkt werden, so dass die Fräseneinheit 30 mit der Linearführungseinrichtung 18 dem gebildeten Frässchlitz 5 zugewandt ist. Es können auch die Stellantrieb 26 so betätigt werden, dass der Unterwagen 14 wieder abgesenkt wird.

Mit der Fräsvorrichtung 10 kann nunmehr der bestehende Frässchlitz 5 weiter abgeteuft werden, wobei sich die Fräsvorrichtung 10 treppenartig in den Boden 2 einarbeiten kann, wie schematisch in Fig. 20 gezeigt ist. Es kann so der Frässchlitz 5 mit einer gewünschten Länge und einer gewünschten Tiefe erstellt werden. Für eine weitere Verbreiterung des Frässchlitzes 5 kann der Oberwagen 16 in dem Frässchlitz 5 gegenüber dem Unterwagen 14 um 90° verschwenkt werden, um nun einen Bodenbereich quer zu einer Längsrichtung des bestehenden Frässchlitzes 5 abzuarbeiten, wie schematisch in Fig. 21 dargestellt ist. Hierzu können die quer gerichteten Vortriebseinheiten 22 eingesetzt werden. Diese werden vertikal nach unten ausgefahren, so dass sie in Kontakt mit dem Grund des Frässchlitzes 5 gelangen und so die Fräsvorrichtung 10 in Querrichtung verfahren können. Auf diese Weise kann die Fräsvorrichtung 10 in einer Querrichtung schrittweise bis zu einer gewünschten Position vordringen. Das Vordringen kann insbesondere einer Breite der Fräsvorrichtung 10 entsprechen.

Sodann kann der Oberwagen 16 erneut gegenüber dem Unterwagen 14 um 90° verdreht werden, so dass entsprechend der Darstellung nach Fig. 22 die Fräsvorrichtung 10 parallel zu dem bestehenden Frässchlitz 5 einen unmittelbar angrenzenden weiteren Schlitz erstellt, um so den bestehenden Frässchlitz 5 zu verbreitern. Auf diese Art kann sozusagen zeilenartig mit einer reversierenden Abtrags- oder Abbaubewegung ein großflächiger Bereich des Bodens 2 abgebaut oder abgetragen werden.

Vorausgehend wurde der Betrieb der Fräsvorrichtung 10 im Rahmen einer Unterwasser-Abbauanordnung 50 beschrieben. Die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung 10 kann aber auch an Land für einen großflächigen Abbau von Bodenschichten eingesetzt werden. Dabei kann insbesondere ein erstellter Frässchlitz 5 im Boden 2 mit Flüssigkeit gefüllt sein, wodurch ein Absaugen des abgetragenen Bodenmaterials erleichtert wird.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fräsvorrichtung 10 ist in den Figuren 23 bis 25 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau dieser Fräsvorrichtung 10 entspricht dem Aufbau bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen. Zusätzlich ist bei der Fräsvorrichtung 10 nach den Figuren 23 bis 25 zwischen den Fräseinheiten 30 und dem Trägergerät 12 eine Zusatz-Abtragseinheit 46 angeordnet, welche zum Abtragen, insbesondere Abfräsen, von verbliebenen Bodenstegen oder Rillen beim Abtragen durch die vorausgehenden Fräseinheiten 30 ausgebildet ist. Die Zusatz-Abtragseinheit 46 kann dabei entlang einer Linearführung 48 am Oberwagen 16 des Trägergerätes 12 in einer Querrichtung verschiebbar sein. Durch die Querverschiebbarkeit können einzelne sich in Längsrichtung erstreckende Bodenstege oder Rillen über die gesamte Fräsbreite entfernt werden, die in Figur 25 gezeigt ist. Zum Abtragen kann auch eine vertikale Verstellbarkeit gegeben sein.

Bei einem Verschwenken des Oberwagens 16 und einem Abtragen von Bodenmaterial in einer Querrichtung entsprechend der Figur 26 kann die Zusatz-Abtragseinheit 46 so ausgebildet und angeordnet sein, dass diese einen eventuell verbliebenen Bodensteg oder eine Randkante beim Abtragen durch die Fräseinheiten 30 zuverlässig abträgt.