DE4417322A1

DE4417322A1 - Einrichtung zur Reduzierung des Tiefganges eines Schiffes

Info

Publication number: DE4417322A1
Application number: DE19944417322
Authority: DE
Inventors: Guenter Iwanek; Walter Iwanek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-11-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Reduzierung des Tiefganges eines Schiffes für dessen Transport durch einen wasserführenden Kanal mit im wesentlichen gleichen Kanalbettniveau und mit geringerer Tiefe als der Tiefgang des Schiffes.

Der Transport eines beladenen oder unbeladenen Fracht- oder Passagierschiffes durch ein Gewässer, das eine geringere Wassertiefe aufweist als das Schiff einen Tiefgang hat, ist ohne speziell dafür vorgesehene sehr aufwendige technische Hilfsmittel nicht möglich. Unter Gewässer sind vor allem solche natürlichen und künstlichen Wasserstraßen zu verstehen, die als Binnen- bzw. Seeschiffahrtskanäle geeignet sind und in deren Verlauf keine wesentlichen Unebenheiten im Hinblick auf den Gewässerboden auftreten.

Allgemein sind Einrichtungen wie Schleusen und Schiffshebewerke für Verbindungskanäle zwischen einem hochliegenden Schiffahrtskanal und einem Abstiegskanal bekannt, mit denen größere Geländestufen mit oder ohne Wasserfüllung, d. h. Naß- bzw. Trockenförderung, überwunden werden. Darüber hinaus gibt es Schrägaufzüge auf längs oder quer zur Kanalrichtung verlaufender geneigter Ebene, wobei die Schiffe auf möglichst viele Rollen auf Schienen abgesetzt und dann transportiert werden. Weiterhin sind lotrechte Hebewerke bekannt, bei denen der Schiffskörper auf kolbenbetätigten und wassergefüllten Pumpzylindern ruht. Bei sogenannten Schwimmhebewerken ruht der Schiffskörper auf mehreren zylinderförmigen Schwimmern, die in einem Tragegerüst während der Fahrt des Schiffes geführt werden.

Solche Schiffshebewerke sind, wie erwähnt, nur zum Ausgleich größerer Geländestufen geeignet, die im Verlauf des Wasserkanals auftreten. Einrichtungen, die ein Schiff in einem Kanal transportieren, der im wesentlichen in einer gleichen Niveauebene verläuft und der eine geringere Wassertiefe aufweist als der Tiefgang des zu transportierenden Schiffes, sind nicht bekannt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein Schiff durch einen Kanal transportiert werden kann, dessen Wassertiefe geringer ist als der Tiefgang des Schiffes.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest am äußeren Bereich des Schiffsbodens nahe der Bordwand des Schiffes eine Abdichtungseinheit in ansaugender Weise am Schiffsboden befestigbar ist, um zumindest einen im wesentlichen gegenüber dem Kanalbett abgedichteten Raum zu bilden, welcher mit einem Überdruck beaufschlagbar ist, der größer ist als der Druck des den abgedichteten Raum umgebenden Wassers des Kanals, wobei der Überdruck zwischen Schiffsboden und Kanalbett das Schiff um die entsprechende Wassersäulenhöhe anhebt und dadurch den Transport durch den Kanal ohne nennenswerten Kontaktdruck zwischen Kanalbett und der am Schiff angebrachten Abdichtungseinheit ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung ist die Abdichtungseinheit am gesamten äußeren Umfangsbereich des Schiffsbodens angebracht. Darüber hinaus kann die Abdichtungseinheit den gegenüber dem Kanalbett abgedichteten Raum in mehrere Teilräume aufteilen, wobei die Trennwände der einzelnen Räume ebenfalls durch die Abdichtungseinheit gebildet werden.

Die Abdichtungseinheit besteht im wesentlichen aus einer an den Schiffsboden anzulegenden Saugleiste mit einer darin integrierten Saugleitung, die mit einer Gas-Fluidpumpe verbunden ist, und zumindest einem an der Saugleiste befestigten Luftschlauch, der ebenfalls mit einer Gas-Fluidpumpe verbunden ist, wobei an dem Luftschlauch eine Dichtleiste angebracht ist, die sich mit dem Kanalbett während des Transportes des Schiffes in Berührung befindet.

Zwischen der Saugleiste und dem die Dichtleiste aufweisenden Luftschlauch kann wenigstens ein weiterer Luftschlauch angeordnet sein, vorzugsweise zwei Luftschläuche, so daß insgesamt drei Luftschläuche im Querschnitt eine auf der Spitze stehende Dreieckform einnehmen.

Die Saugleiste der Abdichtungseinheit weist zumindest eine rillenartig vertiefte Saugfläche auf, die mit der Saugleitung in Strömungsverbindung steht. Wenn die Saugleiste mehrere rillenartig vertiefte Saugflächen aufweist, besitzen die Trennwände der Saugflächen Durchbrüche, so daß die Saugflächen insgesamt mit der Saugleitung verbunden sind. Die mehreren Saugflächen haben den Vorteil, daß die Saugfläche durch deren Trennwände an der Schiffsbodenwand abgestützt und beabstandet zum Schiffsboden gehalten wird, um ein Anlegen der Saugfläche unmittelbar selbst an der Schiffsbodenwand zu verhindern.

Die Dichtleiste ist vorzugsweise eine Lippendichtung mit mehreren in Längsrichtung der Abdichtungseinheit und parallel zueinander verlaufenden Dichtlippen, wobei die Lippendichtung zumindest im Heckbereich des Schiffes mit ihrem zugehörigen Luftschlauch in Strömungsverbindung steht.

Zweckmäßigerweise besteht die Abdichtungseinheit im wesentlichen aus Gummi oder einem ähnlichen flexiblen Material. Für die Ausbildung der Lippendichtung wird Teflon-Material bevorzugt.

Im Schiffskörper ist weiterhin ein Druckwasserpumpsystem vorgesehen, welches das Wasser des Kanals zu dem zumindest einen gegenüber dem Kanalbett abgedichteten Raum pumpt, um darin einen Überdruck zu erzeugen und zu erhalten. Des weiteren weist das Druckwasserpumpsystem eine Vorrichtung zur Überwachung des Druckes in zumindest einem abgedichteten Raum auf.

Das Anbringen der Abdichtungseinheit kann sowohl im Schiffsdock oder auch am schwimmenden Schiff ausgeführt werden. Die Abdichtungseinheit ist dazu auf dem Kanalbett aufgelegt, wobei die Luftschläuche mit Wasser geflutet sind und somit aufgrund des Eigengewichtes auf dem Boden des Kanalbettes liegen. Das Schiff schwimmt dann über die Abdichtungseinheit. Das in den Luftschläuchen befindliche Wasser wird herausgepumpt, so daß die Abdichtungseinheit Auftrieb erhält und sich gegen den Schiffsboden anlegt. Durch die Saugleitung wird in den Saugflächen der Saugleiste ein permanenter Unterdruck erzeugt, so daß sich die Saugleiste an den Schiffsboden ansaugt. Nun wird das Schiff durch den Kanal transportiert, der eine geringere Wassertiefe aufweist als der Tiefgang des Schiffes.

Bei Beginn des Transportes wird ein Überdruck in den im wesentlichen abgedichteten Räumen, die durch die Abdichtungseinheit gebildet werden, und dem Kanalbett erzeugt, wobei die Abdichtung durch die als Schleiflippendichtung ausgebildete Dichtleiste erfolgt. In den abgedichteten Räumen entsteht durch das mittels Druckwasserpumpsystem eingebrachtes Druckwasser ein Überdruck gegenüber dem Kanalwasser außerhalb der abgedichteten Räume, so daß das Schiff um ein überdruck- entsprechendes Tiefgangmaß aus dem Kanalwasser angehoben wird und dadurch transportiert werden kann.

Die während des Schiffstransportes entlang der Dichtleiste entstehenden Druckwasserverluste werden durch das Druckwasserpumpsystem und die Drucküberwachungsvorrichtung durch mengengeregelte Förderung von Druckwasser in die abgedichteten Räume ausgeglichen. Nach erfolgtem Transport wird die Unterdruckerzeugung in der Saugleitung abgestellt, so daß sich nach Flutung der Luftschläuche die Abdichtungseinheit vom Schiffsboden löst und wieder auf das Kanalbett oder eine im Schiffsdock vorgesehene Auflagefläche absenkt.

Im allgemeinen erfolgt die Anbringung der Abdichtungseinheit im äußeren Randbereich des Schiffsbodens. Ist der Schiffsboden im Querschnitt nach außen gewölbt, so muß die Abdichtungseinheit gegebenenfalls mehr zum Schiffskiel hin verlegt werden, damit sich der Schiffskiel und die Schiffsschraube im Betriebszustand der erfindungsgemäßen Einrichtung oberhalb des Kanalbettes befinden, um nicht mit diesen zu kollidieren und Beschädigungen am Schiffsrumpf oder der Schiffsschraube herbeizuführen. Andernfalls kann die Wölbung des Schiffsbodens auch durch die Vergrößerung der Durchmesser der Luftschläuche oder durch die Anzahl der Luftschläuche ausgeglichen werden. Dabei ist ein Bündel parallel zueinander verlaufender Luftschläuche denkbar; die an ihren Mantelflächen miteinander verbunden sind. Darüber hinaus können im Hinblick auf die größenmäßigen Dimensionen des Schiffes unterschiedlich große Abdichtungseinheiten vorgesehen werden. Des weiteren können Abdichtungseinheiten verwendet werden, die sich nach dem Baukastenprinzip aus mehreren Sektionen bzw. Segmenten zusammensetzen.

Im folgenden wird ein Ausfürungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines Schiffes mit an dem Schiffsboden angelegter Abdichtungseinheit;

Fig. 2 die Unteransicht auf einen Schiffsboden mit angelegter Abdichtungseinheit;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Einrichtung in Querschnittsansicht im Heckbereich des Schiffsbodens;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Einrichtung in Querschnittsansicht im Seitenbereich des Schiffsbodens; und

Fig. 5 eine Teilansicht auf die Oberfläche der Abdichtungseinheit entlang der Linie A-A gemäß Fig. 4.

In Fig. 1 ist schematisch ein Schiffskörper 1 in einer Seitenansicht dargestellt, der sich im Kanalwasser 3 eines Kanals 5 befindet. Am Schiffsboden 7 ist die Abdichtungseinheit 9 angebracht, die auf dem Kanalboden 11 ruht. Der Kanal 5 hat ein etwa gleichmäßiges Wasserstandsniveau und ein etwa gleichmäßiges Kanalbettniveau. Durch die waagerechte Strich-Punkt-Strich-Linie soll angedeutet werden, daß der Tiefgang des Schiffes 1 größer ist als die Wassertiefe des Kanals 5. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dabei auf ein Schiff 1 Bezug genommen, das einen im wesentlichen ebenen, im Querschnitt nicht gewölbten Schiffsboden 7 aufweist.

Fig. 2 zeigt die schematische Unteransicht auf den Schiffsboden 7 des Schiffes 1. Am äußeren Bereich des Schiffsbodens 7 ist nahe der Schiffsbordwand 13 vollständig am Schiffsboden 7 umlaufend die Abdichtungseinheit 9 angebracht. Zusätzlich ist die Abdichtungseinheit 9 durch weitere Abdichtungsabschnitte 9.1 in verschiedenen Abdichtungsräume 15 unterteilt, wobei gemäß Fig. 2 diese Abdichtungsräume 15 mit 15.1 bis 15.3 bezeichnet sind. In jedem dieser Abdichtungsräume 15.1 bis 15.3 ist jeweils eine Öffnung 17.1 bis 17.3 vorgesehen, die mit einem Druckwasserpumpsystem in Verbindung steht, das später naher erläutert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Abdichtungsräume nicht auf drei dieser Räume beschränkt ist, sondern deren Anzahl beliebig vergrößert oder auch verringert werden kann.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch den Abdichtungsraum 15.1 in Verbindung mit der Abdichtungseinheit 9. Die Fahrtrichtung des Schiffes 1 ist durch den Pfeil dargestellt.

Die Abdichtungseinheit 9 weist eine Saugleiste 19, vorzugsweise aus Gummi auf, in die eine Saugleitung 21 integriert ist. Diese Saugleitung 21 steht mit einer nicht dargestellten Gas-Fluidpumpe in Verbindung. Die Saugleiste 19 ist detaillierter in Fig. 5 dargestellt, die eine Draufsicht auf einen Teil der Saugleiste 19 entlang der Linie A-A ist. In dieser Ausführungsform ist die Saugleiste 19 durch Dichtstege 19.1 und Trennstege 19.2 abschnittsweise in verschiedene Saugräume 19.3 unterteilt. Die zwischen den Dichtstegen 19.1 verlaufenden Dichtstege 19.11 sind an beliebigen Stellen durch Saugluftdurchtritte 19.4 miteinander verbunden.

Die Aufteilung der Saugleiste 19 in eine Anzahl von parallel zueinander verlaufenden Saugräumen 19.3 kann beliebig gewählt werden, ebenso die Anzahl und Anordnung der Saugluftdurchtritte 19.4. Die Anzahl der Saugräume ist jedoch im wesentlichen abhängig von der Breite der Saugleiste 19 und von der Art und Stärke des Materials der Dichtstege 19.1 und der Trennstege 19.2. Wesentlich ist, daß sich die Flächen der Saugräume 19.3 nicht selbst an den Schiffsboden 7 anlegen, sondern nur die Dichtstege 19.1 und die Trennstege 19.2, um die Saugwirkung durch die Saugleitung 21 aufrechtzuerhalten. In jedem vom Saugraum 19.3 gebildeten Abschnitt der Saugleiste 19 ist mindestens eine Saugbohrung 19.5 vorgesehen, die mit der in der Saugleiste 19 integrierten Saugleitung 21 in Strömungsverbindung steht. Die Strömungsverbindung zwischen der Saugbohrung 19.5 und der Saugleitung 21 ist in den Fig. 3 und 4 (Pfeil) zu erkennen.

Aus diesen Figuren ist ebenfalls ersichtlich, daß die Abdichtungseinheit 9 weiterhin drei Schläuche 23, 25 und 27 zur Aufnahme von Luft aufweist, wobei die Schläuche 23 und 25 unmittelbar mit der Saugleiste 19 verbunden sind.

Unterhalb der Schläuche 23 und 25 ist der Schlauch 27 angeordnet, so daß die drei Luftschläuche 23 bis 25 eine Dreifach- bzw. Dreieckanordnung bilden. Die Saugleiste 19 und die Schläuche 23 bis 27 sind abdichtend miteinander verbunden. Die Schläuche 23 bis 27 bestehen vorzugsweise ebenfalls aus Gummi.

Im unteren Wölbungsbereich am Außenumfang des Schlauches 27 ist eine Labyrinth-Schleiflippendichtung angebracht, die nachfolgend als Dichtleiste 29 bezeichnet ist. Diese Dichtleiste 29 kann am Schlauch 27 angebracht oder integriert mit dieser ausgebildet sein. Die Dichtleiste 29 besteht vorzugsweise aus Teflon oder Gummi.

In bevorzugter Ausführungsform ist die Dichtleiste 29 mit wenigstens zwei, vorzugsweise vier Dichtlippen versehen, die in Längsrichtung der Dichtleiste 29 parallel zueinander verlaufen. Damit sich die Dichtlippen 29.1 bis 29.4 an das Kanalbett 11 möglichst dicht anpassen und anlegen können, ist zwischen den Dichtlippen 29.2 und 29.3 eine Strömungsöffnung 31 vorgesehen, die mit dem Schlauch 27 verbunden ist. Über die Länge der Dichtleiste 29 sind in bestimmten Abständen mehrere dieser Strömungsöffnungen 31 angebracht. Alle drei Schläuche 23 bis 27 stehen mit einer oder mehrerer nicht dargestellter Gas-Fluidpumpen in Strömungsverbindung.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind im Heckbereich des Schiffsbodens 7 die Dichtlippen 29.1 bis 29.4 entgegen der Fahrtrichtung des Schiffes 1 gebogen, da in Betriebsfunktion der Abdichtungseinheit 9 der Abdichtungsraum 15.1 gegenüber dem außerhalb des Abdichtungsraumes 15.1 befindlichen Kanalbereiches ein Überdruck herrscht, der durch ein Druckwasserpumpsystem 33 erzeugt wird.

In Fig. 4 hingegen, wo die Dichtleiste 29 schlittenkufenartig am seitlichen Randbereich des Schiffes 1 in der Nähe der Schiffsbordwand 13 verläuft, sind die Dichtlippen 29.1 bis 29.4 der Dichtleiste 29 zum Abdichtungsraum 15 hin gebogen, um eine möglichst große Dichtwirkung zu erzielen.

Das Druckwasserpumpsystem 33 gemäß Fig. 3 besteht aus einer Druckwasserpumpe 35, die mit einer Druckwasserleitung 37 verbunden ist. Die Druckwasserleitung 37 verläuft von außerhalb der Abdichtungsräume 15 über die Druckwasserpumpe 35 durch die im Schiffsboden 7 befindliche Öffnung 17.1 zum Abdichtungsraum 15.1. Es sei angemerkt, daß das Druckwasserpumpsystem 33 in dieser Weise mit jedem der Abdichtungsräume 15.1 bis 15.3 verbunden ist.

Weiterhin gehört zum Druckwasserpumpsystem 33 eine in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung 39 zur Überwachung des Druckes in jedem der Abdichtungsräume 15.

Im folgenden wird die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben.

Im Kanalbereich wird das Schiff 1 über die Abdichtungseinheit 9 gefahren bzw. die Abdichtungseinheit 9 unterhalb des Schiffsbodens 7 gebracht. In dieser Phase sind die Schläuche 23 bis 27 mit Kanalwasser 3 geflutet, so daß die Abdichtungseinheit 9 durch ihr Eigengewicht auf das Kanalbett 11 abgesenkt ist. Die Dichtlippen 29.1 bis 29.4 sind in diesem Zustand kollabiert, so daß ein Abstand zwischen der Abdichtungseinheit 9 und dem Schiffsboden 7 besteht. Eine nicht dargestellte Gas-Fluidpumpe pumpt nun das Kanalwasser 3 aus den Schläuchen 23 bis 27, indem Luft in die Schläuche 23 bis 27 hineingepumpt wird. Dadurch erhält die Abdichtungseinheit Auftrieb und kann sich mit ihrer Saugleiste 19 an die Unterseite des Schiffsbodens 7 anlegen, wie dies in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist. Gleichzeitig wird durch eine Gas- Fluidpumpe Luft aus der Saugleitung 21 gesaugt, so daß das in den Saugräumen 19.3 befindliche Wasser über die Saugluftdurchtritte 19.4 und die Saugbohrungen 19.5 abgesaugt wird. Dadurch entsteht ein Unterdruck in den Saugräumen 19.3, so daß sich die Dichtungsstege 19.1 und die Trennstege 19.2 fest an den Schiffsboden 7 ansaugen können und damit die Saugleiste 19 fest am Schiffsboden 7 anhaftet. Der Unterdruck in den Saugräumen 19.3 besteht solange, wie die Gas-Fluidpumpe Luft aus der Saugleitung 21 absaugt.

Über das Druckwasserpumpsystem 33 wird Kanalwasser 3 aus dem Kanal 5 in die Abdichtungsräume 15 gepumpt, so daß in diesen Abdichtungsräumen 15 ein Überdruck entsteht. Im Heckbereich des Schiffes 1 wird zur Anpressung der Dichtlippen 29.1 bis 29.4 an das Kanalbett 11 über den Schlauch 27 und die Strömungsöffnung 31 ein Überdruck mittels der den Schlauch 27 versorgenden Gas-Fluidpumpe erzeugt, so daß ein Überdruck von mindestens 0,1 bar gegenüber dem Abdichtungsraum 15.1 zwischen den Dichtlippen 29.2 und 29.3 erzeugt wird.

Die durch den Schiffstransport längs der Dichtleiste 29 entstehenden Druckwasserverluste werden durch die Vorrichtung 39 zur Drucküberwachung ermittelt und über das Druckwasserpumpsystem 33 ausgeglichen, indem durch die Druckwasserpumpe 35 Kanalwasser 3 über die Druckwasserleitung 37 und die Öffnung 17 in den Abdichtungsraum 15 in geregelter Menge gefördert wird.

Sobald der Transport des Schiffes abgeschlossen ist, wird der Unterdruck in der Saugleitung 21 unterbrochen, wobei der Saugleitung 21 Druckluft zugeführt wird, so daß sich die Saugleiste 19 vom Schiffsboden 7 lösen muß. Gleichzeitig werden die Schläuche 23 bis 27 mit Kanalwasser geflutet, wodurch die Abdichtungseinheit 9 durch ihr Eigengewicht auf das Kanalbett 11 sinkt. Das Schiff 1 kann dann seine Fahrt in einem tieferen Gewässerbereich fortsetzen.

Beispielsweise soll ein Schiff mit einer Länge von 260 m, einer Breite von 32 m und einem Tiefgang von 7,5 m durch einen Kanal mit einer Wassertiefe von 6,5 m transportiert werden. Dazu wird unter dem Schiffsboden mit einer Gesamtfläche von etwa 6700 m² eine abgedichtete Druckfläche der Abdichtungsräume von etwa 6300 m² mit einem Druck von 1,4 bar beaufschlagt. Der Druck von 1,4 bar ergibt sich aus P₁ + P₂ + P₃ + P₄.

P₁ = Wasserdruck am Kanalbett = 6,5 [mWS] = 0,65 [bar]
P₂ = Wasserdruck zur Anhebung des Schiffskörpers tun 1,2 in = 1,3 [mWS] =0,13 [bar]
P₃ = Druckhöhenverluste in den Saug- und Druckrohrleitungen = 2,7 [mWS] = 0,27 [bar]
P₄ = Reserve/Sicherheitsüberdruck = 3,5 [mWS] = 0,35 [bar]
P₁+P₂+P₃+P₄ = 0,65 + 0,13 + 0,27 + 0,35 = 1,4 [bar].

Ein Überdruck von 0,13 bar ist zur Anhebung des Schiffes um 1,2 m ausreichend. Ein Druckhöhenverlust der Rohrleitungen beträgt 0,27 bar. Reserve/Sicherheitsüberdruck von 0,35 bar dient dem Ausgleich der Druckverluste durch den Austrittsspalt von durchschnittlich 0,7 mm zwischen Dichtlippen und Kanalbett.

Der überschlägig ermittelte Druckwasserverlust beträgt bei einer Dichtungslänge von etwa 540 m und einem Austrittsspalt von etwa 0,7 mm sowie einer Wasseraustrittsgeschwindigkeit von 4,3 m/s etwa 0,983 m³/S = 3538 m³/h.

Für den Druckwasserausgleich sind drei Rohre mit einem Durchmesser von 400 mm vorgesehen mit einer Fließgeschwindigkeit von 2,7 m/s.

Die überschlägig ermittelte horizontale Kraft zur Überwindung des Gleitwiderstandes zwischen Teflon-Dichtlippen und Kanalbett bei einem angenommenen dynamischen Gleitwert für Teflon/Sand unter Wasser von µ = 0,05 ergibt 1500 kg.

Die Ermittlung des Wasser-Volumenstromes durch den Austrittsspalt von 0,7 mm zwischen Kanalbett und Dichtleiste bei einer Dichtungslänge von 1 = 540 m erfolgt durch:
V [m³/s] = Volumenstrom
H [mWS] = Druckdifferenz am Kanalbett = P₂ + P₃ = 4,0 m ges. bzw. 4,0 : 4 Dichtungslippen = 1,0 m
ϕ = 0,97 = Flüssigkeitsreibungsbeiwert für Wasser
E = 0,62 = Einschnürzahl für scharfkantige Öffnungen
A [m²] = Öffnungsquerschnitt = 0,0007 _* 540 = 0,378
g = 9,81 = Erdbeschleunigung

Somit ist der Mindestbedarf für Wasserdruck und Wassermenge sichergestellt. Mit höherem Wasserdruck und größerer Wassermenge wird sich der durchschnittliche Austrittsspalt von 0,7 mm vergrößern.

Mit der folgenden Formel wird der Belastungswert aus Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit ermittelt. Er muß für PTFE-Dichtlippen < 1,0 sein:

P [N/mm²] _* v [m/s] = 0,08 _* 4,0 = 0,08 < 1,0

W [kg] = Reibungswiderstand = µ _* N = 0,05 _* 30 000 = 1500
µ = 0,05 = Gleitreibwert dynamisch für Teflon/Sand unter Wasser
N [kg] = Druck zwischen Dichtlippen und Kanalbett = 0,05 [m] _* 600 [m]_* 1000 [N] = 30000
P [N/mm²] = mittlere Flächenpressung Dichtung / Kanalbett = 0,02
v [m/s] = Gleitgeschwindigkeit = 4,0

P _* v [N/mm²] _* [m/s] = 0,02 _* 4,0 = 0,08 < P _* V_zul. = 1,0

Die Leistungsaufnahme einer Kaltwasser-Förderpumpe ergibt sich gemäß DIN 1944 aus
V = Volumenstrom ges. = 3538 [m³/h]
H = Förderhöhe ges. = 5,0 [m]
η = Wirkungsgrad = 80% = 0,8
N = Leistungsbedarf [kW]

Bezugszeichenliste

1 Schiff
3 Kanalwasser
5 Kanal
7 Schiffsboden
9 Abdichtungseinheit
9.1 Abdichtungsabschnitte
11 Kanalbett
13 Schiffsbordwand
15 Abdichtungsräume
15.1 Abdichtungsraum
15.2 Abdichtungsraum
15.3 Abdichtungsraum
17 Öffnungen
17.1 Öffnung
17.2 Öffnung
17.3 Öffnung
19 Saugleiste
19.1 Dichtsteg
19.2 Trennsteg
19.3 Saugraum
19.4 Saugluftdurchtritt
19.5 Saugbohrung
19.11 Dichtsteg
21 Saugleitung
23 Schlauch
25 Schlauch
27 Schlauch
29 Dichtleiste
29.1 Dichtlippe
29.2 Dichtlippe
29.3 Dichtlippe
29.4 Dichtlippe
31 Strömungsöffnung
33 Druckwasserpumpsystem
35 Druckwasserpumpe
37 Druckwasserleitung
39 Vorrichtung zur Drucküberwachung

Claims

1. Einrichtung zur Reduzierung des Tiefganges eines Schiffes für dessen Transport durch einen wasserführenden Kanal mit im wesentlichen gleichen Kanalbettniveau und mit geringerer Tiefe als der Tiefgang des Schiffes, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im äußeren Bereich des Schiffsbodens (7) nahe der Bordwand (13) des Schiffes (1) eine Abdichtungseinheit (9) in ansaugender Weise am Schiffsboden (7) befestigbar ist, um zumindest einen im wesentlichen gegenüber dem Kanalbett (11) abgedichteten Raum (15) zu bilden, welcher mit einem Überdruck beaufschlagbar ist, der größer als der Druck des den abgedichteten Raum (15) umgebenden Wassers (3) des Kanals (5), wobei die Abdichtungseinheit (9) vorgesehen ist, durch deren Beaufschlagung mit einem gasförmigen Fluid das Schiff (1) während seines Transportes anzuheben und nach erfolgtem Transport abzusenken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinheit (9) am gesamten äußeren Umfangsbereich des Schiffsbodens (7) angebracht ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinheit (9) den gegenüber dem Kanalbett (11) abgedichteten Raum (15) in mehrere Teilräume (15.1 bis 15.3) aufteilt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinheit (9) im wesentlichen aus einer an den Schiffsboden (7) anzulegenden Saugleiste (19) mit einer darin integrierten Saugleitung (21), die mit einer Gas-Fluidpumpe verbunden ist, und zumindest einem an der Saugleiste (19) befestigten Luftschlauch (27), der ebenfalls mit einer Gas-Fluidpumpe verbunden ist, besteht, wobei an dem Luftschlauch (27) eine Dichtleiste (29) angebracht ist, die sich mit dem Kanalbett (11) in Berührung befindet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Saugleiste (19) und dem die Dichtungsleiste (29) aufweisenden Luftschlauch (27) wenigstens ein weiterer Luftschlauch (23 bzw. 25) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleiste (19) zumindest eine rillenartig vertiefte Saugfläche (19.3) aufweist, die mit der Saugleitung in Strömungsverbindung steht.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (29) eine Lippendichtung mit mehreren in Längsrichtung der Abdichtungseinheit (9) und parallel zueinander verlaufenden Dichtlippen (29.1 bis 29.4) ist, wobei die Lippendichtung mit dem zugehörigen Luftschlauch (27) in Strömungsverbindung steht.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinheit (9) im wesentlichen aus Gummi oder einem ähnlichen flexiblen Material besteht.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schiffskörper (1) ein Druckwasserpumpsystem (33 bis 37) vorgesehen ist, welches das Wasser (3) des Kanals (5) zu dem zumindest einen gegenüber dem Kanalbett (11) abgedichteten Raum (15) pumpt, um darin einen Überdruck zu erzeugen und zu erhalten.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckwasserpumpsystem (33 bis 37) eine Vorrichtung (39) zur Überwachung des Druckes im zumindest einem abgedichteten Raum (15) aufweist.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinheit (9) aus mehreren, den Abmessungen und der Form des Schiffsbodens (7) anpaßbaren Segmenten zusammenstellbar ist.