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Vorrichtung für die Mingrenzun; ölverscamutzter Wasserflächen.
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Die Erfindung beschäftigt sich mit der Eingrenzung ölverschmutzter
Wasserflächen unter erschwerten Bedingungen, wie höherer Wellengang, starker Luftströmung,
großen Schichtdicken und extremen Ausdehnungen. Der Anwendungsbereich erstreckt
sich vor allem auf die Absicherung der Schiffahrtswege und der Ölfelder in den Schelfgebieten
vor den Gefahren großer Ölunfälle. Die Vorrichtung kann aber auch im Binnenland
als Stationäranlage auf Wasserstraßen die schwimmenden Schadstoffe und in Ölhäfen
als mobile Einrichtung die allgemein vorhandenen Ölfilme eingrenzen und in Verbindung
mit einem Ölabscheider die Beseitigung ermöglichen. Durch die Verwendung gebrauchter
Materialien soll das Verfahren ganz besonders wirtschaftlich sein und deshalb die
rasche Absicherung der noch weitgehend ungesicherten Gefahrenquellen gewährleisten.
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Die Entfernung des freigewordenen Mineralöls auf offenen Gewässern
erfolgt, sofern eine Verschmutzung der Küsten zu befürchten ist, gegenwärtig fast
ausschließlich durch das Behandeln mit Bindemitteln und Emulgatoren. Infolge der
nur erreichbaren Absenkung bzw. Auflösung sind ökologische Schäden nicht zu verhindern.
Der bakterielle Abbau ist nur bei höherer Wassertemperatur gewährleistets wodurch
die nicht ganz vermeidbaren Unfälle unter Umständen langwierige Auswirkungen haben.
Da die begrenzt vorhandenen Mineralöle hochwertige Rohstoffe darstellen, sollten
auch kleine Mengen wieder von der Wasserfläche entfernt und einer Verwertung zugeführt
werden. Die bekannten mechanischenvorrichtungenerweisen sich unter erschwerten Bedingungen
als unbrauchbar. So besitzen zB. die aufblasbaren Gummischläuche bei geringem Gewicht
eine viel zu große Steifigkeit, wodurch schonbeirelativ niedrigem Wellengang keine
Anpassung an die Bewegung der Wasseroberfläche stattfindet. Infolge des flachen
Tiefgang können sich starke Schichten nahezu ungehindert ausbreiten. Bei der sehr
großen Transport-und Lagerkapazltät von Rohölen auf und an offenen Gewässern müßten
die kurzzeitig einsetzbaren Ölsperren auch entsprechend lang
ausgelegt
sein. sie geringe Festigkeit der Wandung gestattet nicht die Einleitung der für
dic Steuerung notwendigen Kräfte, wobei diese die Wellen selbst1: n unzulassiger
Weise behindern. vie bekannten mechanischen Vorrichtungen sind zur Eingrenzung von
Wasserver unreinigungen unter erschwerten Bedingungen wegen der schleehten dynamischen
Eigenschaften, der geringen Flexibilität und des hohen Aufwandes nicht verwertbar.
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hin äußerst dehn - und biegsamer Schlauch aus zusammengekoppelten
Fahrzeugreifen nach DBP 2 130 414 besitzt in axialer und radialer Richtung das für
die Anpassung an große Wellenformen notwendige Formänderungsvermögen, ermöglicht
Jedoch nur begrenzt während der Eingrenzung des Ölteppiche die Belastung durch Zugkräfte
in Richtung zur Mittelachse, ohne eine Beeinträchtigung der Funktion hinnehmen zu
müssen. Da bei der Verformung im Haterial nur geringe Spannungen entstehen, liegt
die Gefahr einer örtlich zu großen und bleibenden Deformierung vor.
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Das Ziel der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile zu beseitigen
und günstigere Voraussetzungen für eine rationellere Fertigung zu schaffen.
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Gemäß vorliegender Erfindung führt ein äußerst flexibler Gummischlauch
aus aneinandergefügten Fahrzeugreifen beim Wellengang unter den Einwirkungen des
Auftriebs und des Eigengewichts in sich unterschiedliche Längs - und Querbewegungen
aus, wobei der vertikale Gleichgewichtszustand durch eine Belastung aus horizontaler
Richtung infolge der sehr großen axialen Verformbarkeit kaum beeinflußt wird. Die
unerwünschte und bleibende Deformierung läßt sich durch einen angemessenen inneren
Spannungszustand zwischen den eingelegten Buftßchlduchen und einer zentral angeordnetenGummifeder
erreichen. Mit der Veränderung der mechanischen Eigenschaften wahrend des Einsatzes
längs der gesamten Sperre oder auf Teilbereichen ist die optimale Anpassung an wechselnde
Bedingungen zu gewährleisten. Durch die Steigerung des Tiefgangs über die Aufnahme
von Wasser sollen stärkere Schichtdicken bei der Konzentrierung des Ölteppichs auf
eine kleinere Fläche beherrscht und mit der Variation des Luftdrucks in den BuStschläuchen
sowie den Teilstücken die dynamischen Funktionen weiter verbessert werden.
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Zwischen einem außerhalb der Ölsperre befindlichen Steuerseil,das
sich durch den daran befestigten Preßluftschlauch in noch schwimmenden und unter
Spannung in teils schwebendem Zustand befindet, ist entsprechend den vorliegenden
Freiheitsgraden ein Seilsystem ausgebildet, das die Einleitung der Kräfte zur Vermeidung
einer unerwünschten Verformung, auf die notwendige Vielzahl von Fahrzeugreifen ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung hat gegenubor den bekannten Konstruktionen
zahlreiche Vorteile: Durch die Verwendung der abgetahrenen PkW- Fahrzeugreifen,
der Luftschläuche und der Felgen zur Fertigung der Kopplungsglieder, dürfte die
Herstellung der Ölsperren sehr wirtschaftlich sein. Da die Materialien als Abfälle
oder Schrott in großen Ausmaßen vorhanden und für deren Beseitigung zum Teil selbst
finanzielle Aufwendungen erforderlich sind, wäre eine schnelle Absicherung der gefährdeten
Gebiete bei relativ geringem Investierungsaufwand möglich. Infolge des Vorhandenseins
von Fahrzeugreifen unterschiedlicher Abmessung und Gewebefestigkeit, sind auch Ölsperren
mit veränderten Eigenschaften ohne Steigerung der Fertigungskosten herstellbar.
Zusammengefügte PKW - Gürtelreifen zB. können durch die weichen Flanken nur geringe
Kräfte aufnehmen und sind deshalb vor allembei schwierigen Einsatzgebieten oder
-bedingungen geeignet. Die beachtliche Formstabilität der Fahrzeuglauffläche, insbesondere
der des Stahlgürtels, gegenüber Belastung aus radialer Richtung ermöglicht die Krafteinleitung
auf eine kleine Fläche. Dadurch ist auch beim Vorhandensein großer Staudrücke eine
gute Beweglichkeit gewährleistet.
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Die Ölsperre der vorliegenden Art zeichnet sich durch besondere Drehsteifigkeit
aus, da die Fahrzeugreifen bei ihrer eigentlichen Aufgabe hauptsächlich Drehmomente
zu übertragen haben. Vie unter Umständen recht hohen Querkräfte von der Seilbefestigung
und der Wellenbewegung erzeugen unterschiedliche Kräftepaare1 welche sich zum größten
Teil selbst ausgleichen müssen.
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Dieetwa bis zur Mittellinie im Wasser liegende Olsperre setzt der
Luftströmung nur verhältnismäßig geringen Widerstand entgegen, wobei die damit verbundene
Erhöhung des Tiefgangs auch eine Verminderung des Formwiderstandes herbeiführt.
Durch die Wahl der günstigsten Relativbewegung zum Wasser läßt sich der Staudruck
auch bei stark bewegter Oberfläche in erträglichen Grenzen halten.
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Infolge der gleichbleibend rotationssymmetrischen Gestalt liegt der
Körperschwerpunkt durchgehend im Zentrum, wodurch auch ungunstige Strömungsverhältnisse
die Stabilität nicht beeinflussen können. Das hohe Gewicht, welches zur Erzielung
der dynamischen Eigenschaften zur Anpassung an die Wellenbewegung auch erforderlich
ist, gestattet durch den beachtlichen Tiefgang die Eingrenzung starker schichtdicken.
Da die Ölsperre bei einem relativ niedrigen Anschaffungspreis an allen gefährdeten
Stellen der offenen See zu installieren wäre und nach der Auslegung auch sofort
einsatzbereit ist, liegen besonders bei großen Ölunfällen gute Voraussetzungen für
eine Bekämpfung der Wasserverunreinigung vor.
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Durch die Veränderung des Luftdrvuka in den eingelegten Schläuchen
kann die Stei eit verändert nd damit die mechanische Eigenschaft den herrschenden
Bedingungen angepaßt werden. Auch besteht die Möglichkeit, über die Aufnahme von
Wasser die Lage der Sperre insgesamt oder auf einzelnen Streckenabschnitten den
Bedürfnissen entsprechend zu verändern. Der Auftrieb der aufgepumpten Luftschläuche
ist selbst bei geflutetem Innenraumnoch ausreichend, die Vorrichtung an der Wasseroberfläche
zu halten. Die hohe Festigkeit gegenüber Beschädigung und das Vorhandensein einer
großen Anzahl separater Luftkammern, welche das Absinken auch bei teilweiser Zerstörung
erschweren, sind beim Einsatz sehr kann ger Sperren von Bedeutung. Besonders im
binnenländischem Bereich erfordert die ständige Berührung mit der Umgebung starke
Wandungen, wobei die Gewebe-und Stahleinlagen der Reifen von Vorteil sind. Die teilweise
noch vorhandene Profilierung der Lauffläche besitzt eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegen Verschleiß und verlangsamt die Gebrauchsunfähigkeit durch Alterung. Die geringe
Beständigkeit des Gummis gegenüber Mineralöl wirkt sich in der Praxis bei der vorliegenden
Erfindung nicht nachteilig aus, da die nicht mehr verwertbaren Sperren infolge der
zur Verfügung stehenden Materialfülle ohne erheblichen Kostenaufwand durch neue
zum Austausch gelangen. Außerdem zählen große Ölunfälle doch zu den relativ seltenen
Vorkommnissen. beim ständigen oder wiederholten Einsatz zur Entfernung kleiner Verunreinigungen
wäre Jedoch eine beständige Oberflächenbeschichtung zweckmäßig.
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Auch das hohe Gewicht tritt nicht negativ in Erscheinung, da die Auslegung
der bekannten leichten Sperren in längerer Dimensionierung ebenfalls Spezialgeräte
erfordert. Für stationäre Anlagen, zB. auf Binnenwasserstraßen oder Olhäfen, haben
Eigengewicht und Volumen nur eine untergeordnete Bedeutung. Als mobile Einrichtung
kommt sie nur zum Einsatz auf offenen Gewässern in Betracht. Die Bergungsschiffe
für das freigewordene Oi, es dürften ausschließlich die zu Ölabscheidern umgebaute
Tanker sein, weisen genügend freien Platz für die Deponierung auf.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Verbindungsstelle der
aus gleichen Teilstücken bestehenden blsperre Fig. 2 den Querschnitt durch die Sperre
nach Linie A-B Fig. 3 die Draufsicht
Die abgefahrenen Fahrzeugreifen
1 sollten nach Fabrikat, Abmessung und Gewebefestigkeit scrtiert sein, um nach der
Zusammenset -zung der Sperre gleiche mechanische Eigenschaften zu erhalten.Vom vorgesehenen
Einsatzbereich wird die Auswahl der Fahrzeugreifen 1 bestimmt. Für offene Gewässer
dürften sich besonders die seitenweiche Hadialreifen größeren Durchmessers eignen.
Zur Herstellung der Kopplungsrimge 2 sind die überschüssigen Felgen von Altautos
vorgesehen, welche auseinandergeschnitten und die Bettvertiefung zur Vermeidung
von Beschädigungen des eingelegten bzw. festgeklebten Luftschlauches 3 umgebörtelt
werden. Die feste und wasserdichte Verbindung wird durch Felgen und Reifen der schlauchlosen
Ausführung erreicht. Distanzring gleicht die symmetrisch anliegenden Felgenringe
bis zur Nennbreite des ahrzeugreifens 1 aus und ist an einigen Stellen miteinander
verschweißt. Zur Erreichung der Wasserundurchlässigkeit wird auf die geglättete
Unterlage eine implastischen Zustand befindliche etwas dickwandige Plastikfolie
4 gezogen. Die Luftschläuche 3 stehen über die Druckluftleitung 5 mit einem Kompressor
in Verbindung und können über Regelventile einen veränderlichen inneren Spannungszustand
erzeugen. Beim Einsatz von Diagonalreifen ist dadurch die ungleichmäßige Verformung
weitge -hend ausgeschaltet. Um die Luftschläuche bei der Dehnung nicht zu beschädigen,
besitzt der Kopplungsring 2 an den Ventilen eine Aussparung. Die Rückführung zum
NormalzusSand erfolgt in der einfachsten Weise durch eine zentral angeordnete Gummifeder
6, die aus einem spiralförmig aufgewickeltem und verklebten Streifen eines Gummischlauches
besteht. Die beiden Enden der Gummifeder 6sindam stirnseitigen Verschluß der Teilstücke
befestigt. Sehr große Dehnungen sollten, sofern eine Überanspruchung des Materials
zu befurchen ist, durch ein Seil 7 begrenzt werden. Als Stirnseitenabschluß der
Teilstücke kommt ein vollständiges Fahrzeugrad mit angeschraubter Bremstrommel und
zwischengelegter Gummischeibe in Betracht, wobei die meist gelochte Radscheibe gegen
das Eindringen von Wasser abzudichten wäre. Bei der Bremstrommel kann eventuell
zwecks Gewichteinsparung das nicht benötigte Material entfernt werden0 An der dem
Teilstück zugeordneten Seite der Felge werden zum Ausgleich der Reifenbreite ein
Distanzring und für die Kopplung des benachbabben Reifens der dazu notwendige Felgenring
angebracht und mit der Plastikfolie 4 überzogen. Für die Montage eines Fahrzeugrades
zum Verschluß des Teilstücks ist bei manchen Felgenkonstruktionen eine Klemmverbindung
vorgesehen, da die zum Zusammenfügen der Fahrzeugreifen a mit den Kopplungsringen
2 erforderliche Vorrichtung sich nicht aus dem Hohlraum entfernen läßt.
Sie
besteht aus den an der Felge bzw. am Felgenring ane"chti ten Distanzringen, zwschenwelche
eine Gummidichtung 8 liegt. Der obere Ring besitzt an der freien Seite Einkerbungen
und läßt sich durch die darüberliegende Schelle 9 zusammenpressen. Die Nabe der
Bremstrommel ist durch den dazugehörenden Achsschenkelbolzen 10 und die Gummi-Metallringe
11 wasserdicht verschlossen. Am Lagerbügel 12 für den Achsschenkel läßt sich leicht
das Ende der Gummifeder 6 anbringen und am Schenkel selbst das Seil 7 zur Begrenzung
der Dehnfähigkeit. Auf dem äußeren Teil der Nabe wird mittels Gewinde der Rohrstutzen
l3 geschraubt, welcher als Element eines Bajonettverschlusses zum Zusammensetzen
der Ölsperre dient. Bei der drehbaren Steckverbindung kommt der feste Zusammenhalt
und auch die Abdichtung gegen das Eindringen von Wasser durch den Spannungszustand
zwischen beideb Fahrzeugrädern zustande. Druckausgleich, bedingt durch die ständige
Veränderung des Volumens besitzt Jedes Sperrenteilstück an der höchst gelegenen
Stelle des Kopplungsringes 2 ein oder mehrere Ventile 14. Als besonders geeignet
dürften sich die Ventile schlauchloser Felgen erweisen, die bei der Fertigung der
Kopplungsringe 2 anfallen. Für die Steigerung der Eintauchtiefe ist das Flutventil
15 vorgesehen, das zusammen mit den anderen eines längeren Bereichs über Fernsteuerung
zu betätigen j ist. Regelbar sind auch die Ventile 14, um das eingelassene Wasser
wieder auspressen und die Funktion durch Überprüfen der Dichtigkeit gewährleisten
zu können.
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Bei der äußerst flexiblen Ölsperre muß die Einleitung der Kräfte zur
Erreichung eines gewünschten Bewegungszustandes auf eine große Anzahl von Fahrzeugreifeni
erfolgen, da der Staudruck sonst eine unerninschte Deformierung verurscht. In geringen
Abständen sind dafür auf den Laufflächen Gummihülsen 16 mit Gewebeeinlagen aufvulkanisiert,
wobei die oberhalb des Fußes vorgesehene Einkerbung die Beweglichkeit verbessert.
Da die Belastung infolge der günstigen Strömungsverhältnisse als relativ klein anzusetzen
ist, brauchen die in den Gummihülsen 16 befindliche Zugmittel keine allzu große
Festigkeit aufweisen. Aus wirtschaftlichen Erwägungen kommen besonders Gummistreifen
17 vom Gürtel eines LKW-Radialreifens in Betracht. Um in offenen Gewässern mit dem
meist hohen Wellengang sehr lange Gummistreifen 17 zu vermeiden, dürfte es zweckmäßig
sein, vor der Ölsperre in veränderlichem Abstand ein Seil 18 derart anzuordnen,
daß die Verformung der Fahrzeugreifen 1 und die Wellenbewegung so wenig wie möglich
behindert werden. Das Seil 18 ist gegenüber den Enden der Teilstücke mittels einer
Flächenverspannung am Steuerseil 19 angebracht, welches durch den Preßluftschlauch
in schwimmender bzw. schwebender Lage gehalten wird.
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Als stationäre Anlage dient die Olseerre auf Binnenwasserstraßen,
Flußläufen und Ölhäfen zar Beseitigung von Ölfilmen, Fetten und anderen schwimmenden
Schadstoffen. Die geringe Beweglichkeit erfordert, daß die Wasserströmung selbst
die Absonderung herbeiführt bzw. dazu beiträgt. Die Abdrängung und Konzentration
in den Bereich starker Strömung stellt die rationellste beseitigungsmöglichkeit
dar. Mittels künstlich erzeugter Wirbel können die Stoffe auch an bestimmten Stellen
fixiert und damit die Entfernungerleichtert werden. Stationäre Anlagen sollten am
zweckmäßigsten aus zwei Ölsperren bestehen, die Jeweils ein festes und ein bewegliches
Ende aufweisen. Mit Hilfe des Steuerseiles kann die Ölsperre um den ruhenden Pol
geschwenkt und damit diegegenseitige Verbindung hergestellt werden. Auf verunreinigten
Binnenwasserstraßen sollte die Sperre zur Beseitigung der kleinen Schadstoffmengen
nach Möglichkeit fast ständig im Betrieb und nur beim Passieren von Schiffen geöffnet
sein. Mittels Steuerung von Lichtschranken erfolgt die Öffnung durch die Wasserströmung
und das Schließen durch Betätigen der Steuerseile.
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Öl sperren für den Gebrauch in offenen Gewässern sind für die einmalige
Verwendung bestimmt, da große Ölunfälle doch selten sind und deshalb eine Oberflächenbeschichtung
oder eine anschließende Reinigung als nicht vorteilhaft erscheint. Sie liegen angeordnet
in Schleifen auf dem Deck der Bergungsschiffe für das ausgeflossene Öl in einsatzbereitem
Zustand und werden durch ein von Winden geschütztes Förderband ins Wasser gebracht.
Nach der Yerlegung ist das Steuerseil zwischen Schleppschiffen unter Spannung zu
halten. Im Seilsystem sind die Aufnahmegeräte für das Ölangeordnet, welche bei einer
günstigen Relativbewegung durch das Wasser gezogen oder dem Wellengang nachgegeben
werden.
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Bei besonders gefahrdete Bereiche in Verbindung mit der Erschliessung,
Förderung, Lagerung und dem Transport von Mineralölen ist die Deponierung der Vorrichtungen
in der erforderlich erscheinenden Länge auf dem Gewässer zweckmäßig, um bei einem
Unfall die unverzügliche Eingrenzung vornehmen zu können. Da meistens sicreine stärkere
Schichtdicke sich aufrechterhalten läßt, wäre in besonders ungünstigen Situaltionen
auch das Abbrennen des Oles möglich.
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Zwecks Lagerung kann die Ölsperre spiralförmig aufgewickelt, in mehreren
Lagen gestapelt und mit einem Netz umgeben sein, damit über ein Beil die Verankerung
erfolgen kann. In Notfällen lassen sie sich auch für die Rettung schiff sbrüchiger
Personen verwenden.
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Für die Deponierung erscheint auch die Unterseite der Plattform von
der Bohrinsel oder der Grund des Gewässers geeignet.