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Die Erfindung betrifft ein Schwimmlot zur Ermittlung von Verschiebungen bzw. Neigungsänderungen von Bauwerken, insbesondere von Wasserbauwerken, wie Staumauern von Talsperren oder dergleichen, wobei das Schwimmlot an dem zu messenden Bauwerk befestigbar ist, umfassend einen Schwimmlotbehälter, einen als Hohlkörper ausgebildeten, im Schwimmlotbehälter angeordneten Schwimmer, der durch eine Auftriebskraft einer Flüssigkeit in Richtung dieser Auftriebskraft bewegbar ist, eine Schwimmerstange sowie einen Lotdraht, der an dem Schwimmer bzw. an der Schwimmerstange befestigbar bzw. befestigt und der in Einbaustellung unterhalb des Schwimmlotbehälters befestigbar bzw. verankert ist.
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Derartige Schwimmlote sind bekannt. Sie sind Bestandteil von Schwimmlot-Messeinrichtungen zum Einsatz bei der Ermittlung von Verschiebungen bzw. Neigungsänderung von Bauwerken. Derartige Schwimmlot-Messeinrichtungen bestehen aus einem Anker am tiefsten Punkt der Messstrecke bzw. des zu messenden Bauwerkes, einem Lotdraht, der regelmäßig aus Edelstahl bzw. Edelstahlfederstahl vom Durchmesser 1,00 mm bis 2,00 mm besteht, wenigstens einer mechanisch/optische Messeinrichtung für zwei Richtungen (Koordimeter, Koordiskop) sowie einem zylindrischen Schwimmer (Auftriebskörper) mit starrer oder justierbarer Schwimmerstange und Lotdrahtklemme, wobei der Schwimmer wiederum frei beweglich in einem mit Flüssigkeit gefüllten Gefäß, nämlich dem Schwimmlotbehälter, schwimmt. Der Schwimmlotbehälter seinerseits ist an dem Bauwerk, welches gemessen werden soll, befestigt und zwar oberhalb der Verankerung des Lotdrahtes. Bedingt durch den Auftrieb des Schwimmkörpers wird Lotdraht zur senkrechten mit der Auftriebskraft FA (Flüssigkeitsverdrängung des Schwimmkörpers abzüglich Gewicht des Schwimmkörpers einschließlich Schwimmerstange und Lotdraht) gespannt. Neigungs- und Verschiebungsveränderungen zwischen dem tiefsten Punkt der Messstrecke und der Messeinrichtung können somit durch die Messeinrichtung bestimmt werden. In einer Talsperre bzw. an einer Staumauer einer Talsperre wird der Lotdraht an der tiefsten Stelle in der Nähe der Mauer beispielsweise im Fels verankert. Der Schwimmlotbehälter mit dem Schwimmer wird beispielsweise am höchstmöglichen Punkt für den Wasserstand angeordnet. Der Lotdraht wird durch die Auftriebskraft des Schwimmers gespannt. Der Lotdraht bildet eine Lotlinie, die mit Hilfe der Messeinrichtungen vermessen werden kann. Damit lassen sich Neigungs- bzw. Verschiebungsveränderungen des Bauwerkes zwischen dem tiefsten Punkt und der Messeinrichtung bestimmen. Im Stand der Technik sind die Schwimmer als zylindrische Schwimmkörper ausgebildet, was zu Fehlerquellen, insbesondere bei längerem Einsatz führen kann. Auch hinsichtlich der Befestigung des Lotdrahtes an der Schwimmerstange sind Fehlerquellen ableitbar und zwar speziell beim technisch notwendigen Wechseln des Drahtes, bei Flüssigkeitsverlust, bei Alterung des Lotdrahtes und/oder des Schwimmers.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Schwimmlot vorzuschlagen, welches die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist.
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Die Erfindung geht von dem oben genannten Stand der Technik aus und schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe ein Schwimmlot zur Ermittlung von Verschiebungen bzw. Neigungsänderungen von Bauwerken, insbesondere von Wasserbauwerken, wie Staumauern von Talsperren oder dergleichen vor, wobei das Schwimmlot an dem zu messenden Bauwerk befestigbar ist, umfassend einen Schwimmlotbehälter, einen als Hohlkörper ausgebildeten, im Schwimmlotbehälter angeordneten Schwimmer, der durch eine Auftriebskraft einer Flüssigkeit in Richtung dieser Auftriebskraft bewegbar ist, eine Schwimmerstange sowie einen Lotdraht, der an dem Schwimmer bzw. an der Schwimmerstange befestigbar bzw. befestigt und der in Einbaustellung unterhalb des Schwimmlotbehälters befestigbar bzw. verankert ist, wobei das Schwimmlot sich dadurch auszeichnet, dass der Schwimmer an seiner entgegen der Auftriebskraft vorgesehenen Seite zumindest teilweise kugelförmig ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wurde demzufolge gefunden, dass bereits die Ausführungsform, wonach der Schwimmer an seiner entgegen der Auftriebskraft vorgesehenen Seite zumindest teilweise kugelförmige ausgebildet ist, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden vermag. Mit teilweise kugelförmig ist dabei gemeint, dass im Schnitt gesehen der Schwimmer an seiner Unterseite einer Kreislinie folgt, die dem Umfang einer Kugel entspricht. Räumlich gesehen ist damit an der Unterseite des Schwimmers eine kugelförmige Ausgestaltung vorhanden. Damit lässt sich zum einen der Schwimmer deutlich besser justieren bzw. tarieren und zum anderen lassen sich durch Flüssigkeitsverluste bestimmte Veränderungen der Lage des Schwimmers im Schwimmlotbehälter besser ausgleichen bzw. gleichen sich von selbst aus. Dies führt zu einer Erhöhung der Einsatzzeiten für das Schwimmlot bzw. zur Vermeidung bzw. zur Verringerung von Reparaturen, während des bestimmungsgemäßen Einsatzes.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schwimmlots zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwimmer ansonsten im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Damit ist fertigungstechnisch natürlich die Herstellung etwas einfacher, als wenn man das gesamte Schwimmlot als Kugel ausführen müsste.
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Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Schwimmlots ist dadurch angegeben, dass der Schwimmer im Schwimmlotbehälter über einem mittig bzw. zentral vorgesehenen, nach oben offenen Wandungsrohr angeordnet ist. Dieses Wandungsrohr bestimmt zum einen den höchsten Flüssigkeitsstand im Schwimmlotbehälter, bietet zum anderen gleichzeitig einen Durchlass bzw. eine Durchführung für die Schwimmerstange. An der Schwimmerstange, ist auch in der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Lotdraht befestigt. Darauf wird später noch eingegangen. Geschickter Weise wird durch diese Ausgestaltung auch eine gewisse Führung des Schwimmers im Schwimmlotbehälter gewährleistet. Damit verbessern sich die Auftriebseigenschaften und insbesondere die Abweichungsdifferenzen des Schwimmers im bestimmungsgemäßen Einsatz weiter. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schwimmer das Wandungsrohr an der in Einbaustellung zum Wandungsrohr zugewandten Seite vollständig umschließt.
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Wie bereits erwähnt ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwimmlots dadurch gekennzeichnet, dass das obere, offene Ende des Wandungsrohres den oberen Flüssigkeitsrand, das heißt den höchsten Flüssigkeitsstand im Schwimmlotbehälter bestimmt.
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Weiter vorn wurde beschrieben, dass das der Schwimmer mittig bzw. zentral über einem Wandungsrohr angeordnet ist. Damit lässt sich die Schwimmerstange dort in einfacher Weise durchführen, so dass die Schwimmerstange im Zentrum des Schwimmers, die Symmetrieachse des Schwimmers bildend, vorgesehen ist. Dies bildet den Vorteil, dass der Schwimmer mit Schwimmerstange sehr schön tarierbar bzw. justierbar ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an dem in Einbaustellung unteren Ende der Schwimmerstange ein Befestigungsmittel zur Befestigung des Lotdrahtes vorgesehen ist. Hierbei hat es sich als Vorteil erwiesen, wenn als Befestigungsmittel für den Lotdraht eine Klemme bzw. eine Fassung vorgesehen ist. Geschickter Weise schlägt die erfindungsgemäße Lösung auch vor, dass die Klemme bzw. die Fassung drehbar ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass ein Wechsel des Lotdrahtes besser und schneller erfolgen kann. Zudem lässt sich die Justage wesentlich einfacher und genauer bewerkstelligen, als bei den Lösungen des Standes der Technik. Die optimale Lage im bestimmungsgemäßen Einsatz stellt sich dabei von selbst ein.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der Klemme an einem Schnittpunkt mit dem Radius der gedachten Kugel, d. h. an der gedachten Verlängerung der unteren Seiten des Schwimmers, endet. Das bedeutet, dass das untere Ende der Klemme genau am tiefsten Punkt des Schwimmers endet. Erfindungsgemäß wird damit erreicht, dass die Ungenauigkeiten bzw. Abweichungen im bestimmungsgemäßen Einsatz komplett vermieden werden können. Es ist weiterhin auch gegeben, dass beim notwendigen Austausch des Lotdrahtes ein Einpegeln bzw. Einjustieren desselben in die gewünschte Stellung deutlich vereinfacht ist und zudem genauer erfolgen kann, als bei den Lösungen des Standes der Technik.
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Erfindungsgemäß wurde weiter gefunden, dass es äußerst vorteilhaft ist, wenn als Lotdraht eine gedrillte und/oder geflochtene Litze vorgesehen ist. Bekanntermaßen ist es so, dass Federstahl bedingt durch den Herstellungsprozess nur mit hoher Krafteinwirkung zu einer idealen Linie spannen lässt, so dass ein Restfehler bleibt. Dieser Nachteil wird durch den Einsatz einer gedrillten und/oder geflochtenen Litze vollständig behoben.
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Die Erfindung schlägt in einer geschickten Weiterbildung auch vor, dass ein Zusatzgewicht vorgesehen ist, das an dem Lotdraht befestigbar bzw. befestigt ist, um den Schwimmer entgegen der Auftriebsrichtung bzw. der Auftriebskraft zu belasten. Damit lässt sich der Lotdraht ebenfalls deutlich besser spannen, so dass ein weiterer erhöhter Genauigkeitseffekt erzielbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist es vorgesehen, dass der Schwimmlotbehälter mehreckig, bevorzugt sechseckig oder achteckig ausgebildet ist. Überraschenderweise führt dies dazu, dass die Abweichungen und dadurch bedingte Messungenauigkeiten im bestimmungsgemäßen Einsatz deutlich reduziert werden können.
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Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, dass Tariergewichte an dem Schwimmer befestigbar sind, um den Schwimmer zu tarieren bzw. zu justieren. Auch dies führt zu einer Vereinfachung des Einstellprozesses bei der Erstmontage und insbesondere aber auch bei notwendigen Reparaturarbeiten bzw. Nachjustierarbeiten.
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Die Erfindung betrifft auch eine Schwimmlot-Messeinrichtung zur Ermittlung von Verschiebungen bzw. Neigungsänderungen eines Bauwerkes, umfassend ein Schwimmlot nach einer der vorhergehend beschriebenen Varianten und Ausführungsformen, sowie wenigstens eine optische und/oder mechanische Messeinrichtung für zwei Richtungen, beispielsweise ein Koordimeter oder ein Koordiskop. Die mit der Erfindung erreichbaren, zum Schwimmlot beschriebenen Effekte lassen sich natürlich insbesondere durch eine Schwimmlot-Messeinrichtung erreichen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen weiter beschrieben.
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Es zeigen:
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1a im Schnitt einen Teil des erfindungsgemäßen Schwimmlotbehälters in dreidimensionaler Darstellung,
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1b Schnittdarstellung der in 1a gezeigten Ausführungsform und
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2 schematische Darstellung einer Messeanordnung einer erfindungsgemäßen Schwimmlot-Messeinrichtung.
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Die 1a zeigt im Schnitt eine dreidimensionale Darstellung des erfindungsgemäßen Schwimmlotes. Die 1b ist die Schnittdarstellung zur 1a. Beide Figuren werden im Zusammenhang beschrieben. Gleiche Merkmale sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der erfindungsgemäße Schwimmlotbehälter 1 ist, mehreckig (hier sechseckig) ausgeführt. Im Zentrum des Schwimmlotbehälters 1 ist das nach oben offene Wandungsrohr 12 angeordnet. Wie beispielsweise aus der 1b sehr schön ersichtlich, wird damit die Höhe des Flüssigkeitsstandes 2 bestimmt. Dies ist mit einer gestrichelten Linie in 1b gekennzeichnet. Der als Hohlkörper ausgebildete Schwimmer 3 umschließt dabei das Wandungsrohr 12 der in Einbaustellung zum Wandungsrohr 12 zugewandten Seite vollständig. So erhält er auch eine gewisse Führung, die natürlich mit entsprechendem Spiel versehen ist. Auf der Oberseite des Schwimmers 3 ist ein hutartiger Ansatz vorgesehen, an dem die Schwimmerstange 4 befestigt ist. Die Schwimmerstange 4 befindet sich, wie ersichtlich, genau im Zentrum des Schwimmers 3 und bildet dessen Symmetrieachse. Die in Einbaustellung nach unten gewandte Seite ist als entgegen der Auftriebsrichtung FA vorgesehene Seite mit 8 bezeichnet. Dabei kann man insbesondere in der 1b sehr gut erkennen, dass wenn man die im Schnitt erkennbaren Kanten der Unterseite Seite 8 des Schwimmers 3 verlängert, ein Kreis 11 entsteht. Dreidimensional betrachtet ist dies natürlich dann eine Kugel. Der erfindungsgemäße Schwimmer 3 zeichnet sich nach der Erfindung gerade dadurch aus, dass er an seiner entgegen der Auftriebskraft FA gewandten Seite 8 die beschriebene Kugelform aufweist. An der Schwimmerstange 4 ist der Lotdraht 7 befestigt. Dabei ist der Lotdraht 7 mittels einer Klemme 5 an der Schwimmerstange 4 befestigt. Wie ersichtlich, endet die Schwimmerstange 4 mit der Klemme 5 am Schnittpunkt 10 des Radius des Kreises 11, d. h. genau am untersten Punkt der Kugel. Ein Zusatzgewicht 6 ist an dem Lotdraht 7 befestigt. Es strafft bzw. spannt den Lotdraht 7 zusätzlich. An der Oberseite des Schwimmers 3 sind zwei Tariergewichte 9 angeordnet. Diese dienen dem Ausgleich von bestimmte Ungenauigkeiten der Lage des Schwimmers 3 im Schwimmlotbehälter 1. Schematisch mit einem Pfeil ist die Auftriebskraft FA bezeichnet. Der Pfeil gibt dabei die Richtung der Auftriebskraft FA an.
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Die 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Messanordnung für die erfindungsgemäße Schwimmlot-Messeinrichtung. Dabei sind die in den 1a und 1b verwendeten Bezugszeichen für gleiche Merkmale ebenfalls verwendet worden. Demzufolge ist oben, das heißt in Richtung des Pfeiles für die Auftriebskraft FA, der Schwimmlotbehälter 1 mit dem Schwimmer 3 angeordnet. Der Lotdraht 7 ist wieder an der tiefsten Stelle bzw. dem Schnittpunkt 10 befestigt. Er ist zudem an der tiefsten Stelle der Messeranordnung mittels eines Ankers 16 verankert, so dass er straff gespannt werden kann. Das Zusatzgewicht ist wieder mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet. Eine Konsole 13 ist für die Aufstellung bzw. Befestigung einer ersten Messeinrichtung und eine Konsole 14, mit Befestigungsteil 15 für die zweite Messeinrichtung vorgesehen. Die Messungen erfolgen dabei zumindest in zwei Richtungen werden beispielsweise mittels eines Koordimeters oder eines Koordiskops durchgeführt. Der Abstand a bezeichnet die Entfernung vom Bauwerksrand.
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Die Erfindung wurde zuvor anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Die jetzt und mit der Anmeldung später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung eines weitergehenden Schutzes.
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Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
