Die Erfindung richtet sich eine Vorrichtung zum Heben von Gegenständen
aus größeren Wassertiefen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Immer wieder gilt es, ein gesunkenes Schiff oder Flugzeug oder einen
anderen, auf dem Grund eines Gewässers liegenden Gegenstand zu heben. Normalerweise
sind solche Gegenstände durch eingedrungenes Wasser vollständig oder nahezu
überflutet. Das Gerüst des Gegenstandes bzw. dessen Oberfläche und
sonstigen Bestandteile bestehen meist überwiegend aus Metall, das deutlich
schwerer ist als Wasser und daher fast keinen Auftrieb erfährt, der das Heben
eines solchen Gegenstandes erleichtern würde. Der gesamte Auftrieb muß
daher von einem oder mehreren Bergungsschiffen erbracht werden. Dies stellt hohe
Anforderungen an solche Bergungsschiffe, sowohl hinsichtlich ihrer Baugröße
(Auftrieb) als auch ihrer Kraneinrichtungen (Leistungsfähigkeit).
Aus der DE 1 121 498 A
ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Heben von Gegenständen mit
Gefäßen bekannt, die eine quadratische Form haben können und aus
einer elastischen Hülle bestehen, welche am unteren Ende mittig eine Öffnung
mit einem Rohrstutzen aufweisen. In die Hülle wird Kohlensäure in festem
Zustand eingefüllt. Durch das Verdunsten der Kohlensäure wird die Hülle
mit Gas gefüllt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer leichten, kontrollierbaren
Befüllbarkeit der Gefäße eine gleichförmige Ausrichtung der
beteiligten Gefäße zu unterstützen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen
Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Damit lassen sich jeweils mehrere derartige Gefäße in einen
Hohlraum eines zu hebenden Hohlkörpers, bspw. in eine Kabine eines gesunkenen
Schiffes, einbringen und anschließend mit Luft befüllen. Sie verdrängen
dabei das Wasser aus dem betreffenden Hohlraum. Dadurch erhält der Gegenstand
zusätzlichen Auftrieb und kann leichter gehoben werden.
Mehrere der Gefäße sollen im entfalteten Zustand zusammen
jeweils einen Hohlraum des zu hebenden Körpers nahezu vollständig ausfüllen,
um das Wasser daraus so weit als möglich zu verdrängen. Dies gelingt,
wenn die einzelnen Gefäße dabei möglichst dicht an dicht liegen.
Solches kann erreicht werden, wenn pro Hohlraum des zu hebenden Gegenstandes mindestens
so viele Gefäße eingebracht werden, dass sie in vollständig aufgeblasenem
Zustand ein größeres Volumen haben als der Hohlraum, bspw. das 1,1- bis
1,5-fache Volumen, insbesondere das 1,2- bis 1,4-fache Volumen. Die Gefäße
müssen sich also gar nicht vollständig entfalten und sind daher auch nicht
bis zum Zerreißen gespannt. Sie können vielmehr an einzelnen Stellen nachgeben,
um bei leichtern Überdruck gegenüber dem umgebenden Wasser letzteres aus
allen Winkeln des betreffenden Hohlraums zu verdrängen.
Mehrere derartige Gefäßen lassen sich in einem Hohlraum
eines zu hebenden Gegenstandes installieren, um im aufgeblasenen Zustand das Wasser
aus diesem Hohlraum nahezu vollständig zu verdrängen. Dies kann auf verschiedenen
Wegen erreicht werden. Ein wichtiger Faktor ist dabei die Größe und die
Geometrie der einzelnen Gefäße.
Die Größe der einzelnen Gefäße folgt einem Kompromiß:
Sie dürfen einerseits nicht zu groß sein, weil sie sich sonst nicht der
Geometrie eines Hohlraums anpassen können, andererseits sollten sie aus Gründen
der Arbeitsökonomie nicht zu klein sein. Bewährt hat sich ein (maximales)
Volumen der erfindungsgemäßen Gefäße im entfalteten Zustand
von jeweils 0,02 bis 2 m3, vorzugsweise von 0,05 bis 1 m3,
insbesondere von 0,1 bis 0,5 m3.
Außerdem sollten die Gefäße so konzipiert sein, dass
sie sich im Idealfall nahtlos an benachbarte Gefäße anschließen können.
Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, wenn die Hüllen der Gefäße
einen derartigen Zuschnitt haben, dass sie in entfaltetem Zustand eine etwa kubische
oder quaderförmige Gestalt annehmen oder eine ähnliche regelmäßige
Form, bspw. die eines Prismas.
An der Hülle ist ein Ventil vorgesehen, welchem die Aufgabe übertragen
ist, bei einem Aufstieg des Gegenstandes die Druckdifferenz zwischen der Kammer
und dem umgebenden Wasser immer nachzuregeln, so dass die auf die Hülle einwirkende
Zugspannung stets begrenzt bleibt.
Das Ventil ist nach Art eines Überdruckventils derart ausgebildet,
dass ein innerhalb der Kammer herrschender Überdruck nur auf begrenzte, vorgegebene
Werte ansteigen kann. Läßt beim Aufstieg des Gegenstandes der Wasserdruck
nach, so wird gleichzeitig der Druck innerhalb der Gefäße abgebaut. Ein
gewisser Überdruck sollte jedoch aufrechterhalten bleiben, damit der betreffende
Hohlraum stets vollständig ausgefüllt bleibt.
Eine weitere Konstruktionsvorschrift sieht vor, dass an der Hülle
ein Anschluß für einen Schlauch oder eine andere Befüllungsvorrichtung zum
Befüllen der Kammer mit einem Gas vorgesehen ist. Über einen solchen Schlauch
kann zum Beispiel Luft direkt von einem Bergungsschiff aus in der erforderlichen
Menge in das Gefäß geblasen werden. Dies geht schnell und erfordert nur
einen minimalen Aufwand.
Durch den Anschluß für den Schlauch oder die Befüllungsvorrichtung
an der Unterseite einer ansonsten verschlossenen Hülle kann sich die ggf. zunächst
zusammengelegte Hülle ungehindert nach oben entfalten. Sofern die Hülle
zunächst zusammengerollt ist, sollte sich ein Befüllungsanschluß
im Bereich des äußeren Endes eines derartigen Wickels befinden, so dass
der Druck der zugeführten Luft die Hülle allmählich entrollen kann.
Indem der Anschluß für den Schlauch oder die andere Befüllungsvorrichtung
mit dem Überdruckventil integriert ist, läßt sich beim (manuellen)
Befüllen in Gegenwart von Tauchern eine optische Rückkopplung des Befüllungszustandes
erreichen.
Es hat sich als günstig erwiesen, dass die Hülle aus einem
folienartigen Material besteht. Vorzugsweise sind die Gefäße vor ihrem
Einsatz zusammengerollt oder -gefaltet, so dass sie wenig Platz beanspruchen und
leicht in einem Hohlraum installiert werden können. Von weiterem Vorteil kann
dabei eine derartige Zusammenfaltung sein, dass sich die Gefäße unter
dem Überdruck einer eingeblasenen Luft selbsttätig auseinanderrollen oder
-falten. Unter diesem Gesichtspunkt erscheint ein Zusammenrollen praktischer als
ein Zusammenfalten. Diese Zusammenlegetechnik wird wiederum begünstigt durch
eine längliche Form mit einem geschlossenen und einem mit einer Befüllungsöffnung
versehenen Ende.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Hülle aus einem reißfesten
Material besteht. Damit kann vermieden werden, dass eine Hülle an einem scharfkantigen
Teil an der Innenseite des betreffenden Hohlraums aufgerissen oder aufgescheuert
wird, so dass die eingefüllte Luft entweichen könnte.
Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, dass die Hülle
aus einem biegsamen oder elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht,
so dass sie sich der individuellen Geometrie eines Raumes optimal anpassen kann.
Eine weitere Optimierung ist dadurch möglich, dass die Hülle
mit Befestigungsmitteln, versehen, verbunden oder verbindbar ist. Die Befestigungsmittel
können Netze oder Schnüre sein. Bspw. kann eine Mehrzahl von Gefäßen
an Knotenpunkten eines Netzes verankert sein, das sodann in einem Hohlraum gespannt
und/oder verankert wird, so dass die Gefäße regelmäßige Positionen
einnehmen. Mit einem solchen Netz kann bereits auch ein Leitungssystem für
die Luftzufuhr verbunden sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülle an ihrer Unterseite
beschwert. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Hülle stets vertikal ausgerichtet
bleibt und die enthaltene Luft nicht entweichen kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Kammern mehrerer
Vorrichtungen über Schläuche miteinander verbindbar. Dadurch muß
im Idealfall nur ein einziger Schlauch zu einem Bergungsschiff empor verlegt werden.
Schließlich ist an dem unterseitigen Anschluß des Gefäßes
ein T-Stück angeschlossen oder anschließbar, so dass pro Gefäß
jeweils zwei Schläuche anschließbar sind. Solchenfalls sind keine Spezialschläuche
mit Abzweigungen erforderlich; vielmehr werden jeweils zwei benachbarte Gefäße
durch einen (kurzen) Schlauch oder eine sonstige Leitung, bspw. ein Rohr, miteinander
verbunden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
1 einen Querschnitt durch den Rumpf eines
gesunkenen Schiffes mit einer Mehrzahl von darin angeordneten Vorrichtungen zum
Heben dieses Schiffes;
2 einen Längsschnitt durch eine
erste Ausführungsform;
3 eine der 2
entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform; sowie
4 eine wiederum abgewandelte Ausführungsform
in einer Seitenansicht.
In 1 ist der Fall dargestellt, dass ein
Gegenstand 1 in Form eines Schiffes gesunken ist und nun auf dem Meeresgrund
2 liegt, meist in einer größeren Tiefe unter dem Meeresspiegel
3 als in der Zeichnung vereinfachend wiedergegeben.
Bei dem Schiff handelt es sich um ein großes Schiff, bspw. um
ein Handelsschiff oder um einen Passagierdampfer. Die Konstruktion derartiger Schiffe
besteht üblicherweise aus Metall, das schwerer ist als Wasser. Solche Schiffe
können nur bei unversehrtem Rumpf 4 schwimmen, weil dann das Gewicht
des von dem Schiff verdrängten Wassers das Gewicht der Stahlkonstruktion aufwiegt
bzw. ausgleicht. Bei einer Havarie dringt Wasser in den Rumpf 4 ein, überflutet
diesen und stört damit das Gleichgewicht zwischen Gewicht und Auftrieb –
das Schiff sinkt.
Solche großen, gesunkenen Schiffe können meist nur sehr
schwer geborgen werden, weil bei nahezu vollständig fehlendem Auftrieb das
gesamte Gewicht der Stahlkonstruktion mittels Schwimmkranen angehoben werden muß.
Deren Rumpf muß so groß sein, dass das von ihm verdrängte Wasser
sowohl das eigene Gewicht als auch das Gewicht des gesunkenen Schiffes kompensieren
muß.
Um den dadurch hervorgerufenen Aufwand zu reduzieren, dient eine Vorrichtung,
wie sie in unterschiedlichen Ausführungsformen in den 2
bis 4 wiedergegeben ist. Es handelt sich dabei um ein
sackförmiges Gefäß 5 (2), ein
flaschenförmiges Gefäß 6 (3)
oder ein ballonförmiges Gefäß 7 (4).
Das sackförmige Gefäß 5 besteht nur aus einer
Hülle 8, bspw. aus einem flexiblen, aber luftdichten und festen, insbesondere
reißfesten Kunststoff. Es hat die Gestalt eines an einer Seite offenen Beutels,
Sackes od. dgl. Damit sich die offene Seite im Gebrauch stets unten befindet, können
am Umfang oder Rand der Öffnung 9 Gewichte vorgesehen sein, bspw.
in Form eines metallischen Drahtes od. dgl., der gleichzeitig die Öffnung
9 offenhält und damit das Einfüllen von Luft od. dgl. erleichtert.
Wie auf der linken Seite des Schiffes zu sehen, kann eine Vielzahl
solcher sackförmiger Gefäße 5 in alle Hohlräume
10 des Schiffes eingebracht und sodann aufgeblasen werden, bspw. mittels
Preßluft. Die mit Luft gefüllten Gefäße 5 werden zu
der obersten Stelle des betreffenden Hohlraums 10 streben und sich dort
nebeneinander anlagern, wobei sie das Wasser aus dem betreffenden Hohlraum
10 verdrängen. Ist dies in allen Hohlräumen 10 geschehen,
kann das dort verdrängte Wasser einen beträchtlichen Auftrieb liefern,
der in der Lage sein kann, das Schiff in Richtung 11 aufzurichten oder
gar in Richtung 12 emporsteigen zu lassen. In jedem Fall wird aber ein
Schwimmkran erheblich entlastet.
Die flaschenförmige Gefäß-Ausführungsform aus
3 mit einem Gefäß 6 ist für
ein automatisches Befüllen geeignet. Zu diesem Zweck ist anstelle einer weiten
Öffnung 9 wie bei dem sackförmigen Gefäß
5 am unteren Bereich der Hülle 13 eine Öffnung
14 mit vermindertem Querschnitt angeordnet. Diese Öffnung kann bspw.
zum Anschließen eines Luftschlauchs od. dgl. ausgebildet sein, so dass mittels
eines Kompressors an Bord eines Bergungsschiffes Luft in dieses Gefäß
6 gepreßt werden kann. Ein gleichzeitiges Befüllen einer Vielzahl
von Gefäßen 6 innerhalb eines Hohlraums 10 eines gesunkenen
Schiffes ist möglich, wenn alle betreffenden Gefäße 6 an
eine gemeinsame Luftquelle angeschlossen sind. Zu diesem Zweck kann an einem Anschluß
15 ein T-Stück vorgesehen sein, so dass benachbarte Gefäße
6 strömungstechnisch miteinander verbunden werden können, bspw.
über zwischengeschaltete Schlauchstücke.
Im Bereich des Anschlusses 15 kann ein Ventil vorgesehen
sein, das eine Überfüllung des Gefäßes 6 und damit
ein Platzen desselben vermeiden kann. Hierfür sind Überdruckventile
18 gut geeignet, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz
zwischen Luftdruck im Inneren des Gefäßes und dem umgebenden Wasserdruck
ein weiteres Befüllen unmöglich machen; bei dem T-Stück könnte
sodann ein Umschalten erfolgen, so dass die weiter angebotene Preßluft nun
an dem ausreichend befüllten Gefäß 6 vorbei zu dem nächsten,
benachbart angeschlossenen Gefäß 6 weitergeleitet wird. Bei dem
letzten Gefäß in einer solchen Reihe tritt die Luft sodann in das Meerwasser
aus und signalisiert damit die vollständige Befüllung der betreffenden
Gefäßgruppe.
Werden die Schläuche sodann entfernt, so kann ein Rückschlagventil
an dem zuleitungsseitigen Anschluß des T-Stückes ein Entweichen der enthaltenen
Luft durch diese Öffnung unterbinden. Das Überdruckventil an dem stromabwärtigen
Anschluß des T-Stückes vergleicht den Luftdruck mit dem umgebenden Wasserdruck.
Wenn beim Heben des Schiffes dieser Wasserdruck mit abnehmender Wassertiefe sinkt,
kann die Druckdifferenz durch Auslassen einer entsprechenden Luftmenge konstant
gehalten werden, so dass die Gefäße 6 nicht platzen können.
Um die Gefäße 6 gleichmäßig in dem Hohlraum
10 anzuordnen, können sie bspw. in regelmäßigen Abständen
an einem Netz od. dgl. angeordnet sein, das in dem betreffenden Hohlraum
10 gespannt oder sonstwie verankert wird. Eine leicht asymmetrische Anordnung
der unterseitigen Öffnung 14 in Bezug auf die vertikale Längsachse
des betreffenden Gefäßes 6 kann eine gleichförmige Ausrichtung
der beteiligten Gefäße 6 unterstützen. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn die Gefäße 6 keinen runden, sondern bspw.
einen quadratischen Querschnitt bzw. Grundfläche haben, so dass sie mit ihren
Flachseiten vollständig aneinander liegen können.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Gefäße
auch eine mattenartige Form, ggf. mit jeweils mehreren Kammern, aufweisen, so dass
sie in einem Hohlraum nicht nebeneinander, sondern übereinander angeordnet
werden können, insbesondere wenn sie aufgrund der oben geschilderten Ventil-Umschaltung
nacheinander befüllt werden können (in diesem Fall von der Decke des Hohlraums
10 her beginnend).
Demgegenüber sind die ballonartigen Gefäße
7 eher zum manuellen Befüllen bzw. zum Füllen kleinerer Hohlräume
10 geeignet. Bei diesen hat eine aufgeblasene Hülle 16 nicht
eine längliche, langgestreckte oder mattenförmige Geometrie, sondern etwa
eine kugelförmige Gestalt. An einer Öffnung 17 kann ein Befüllungsanschluß
und/oder Überdruckventil 18 angeordnet sein. Solche Ballons können
von Tauchern manuell plaziert und mit Druckluft befüllt werden, um verbleibende,
kleine Hohlräume 10 zu füllen.