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Die vorliegende Erfindung betrifft
Schwimmtore, deren Funktion darin besteht, das dichte Verschließen der
Eingänge
von Trockendocks zu gewährleisten,
die zum Meer hin liegen, um es zu ermöglichen, Schiffe ins Trockendock
zu bringen.
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Im wesentlichen besteht ein Schwimmtor aus
einer äußeren Wand
und einem inneren Tragwerk, das die Konstruktion verstärkt und
sie in Zellen unterteilt, von welchen die meisten Ballaste sind.
Entlang ihres Bodens und ihrer Seiten weist die Wand eine Anlagefläche mit
einer Dichtung auf, die am Mauerwerk des Eingangs des zu verschließenden Docks
anliegen soll. Ein Ballast ist im allgemeinen in den Böden vorgesehen
und ein System zum Pumpen und zum Entleeren ermöglicht es, die verschiedenen Ballaste
selektiv zu füllen
oder zu entleeren.
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Die Form, die Masse, die Stabilität, die Anordnung
der Ballaste und ihre Volumina werden derart bestimmt, daß das Schwimmtor
mit variablen Tiefgängen
frei schwimmen kann ebenso wie auf dem Boden ruhen und den Eingang
eines Docks verschließen
kann mit einem negativen Auftrieb (Vorherrschen einer Sicherheitsströmung). Wenn
das Dock leer ist, wird das Halten des Schwimmtors an der Stelle
durch den einzigen Druck des Wassers auf der Meeresseite sichergestellt.
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Schon immer wurden die Schwimmtore
aus genieteten oder, für
die neuesten, geschweißten Stahlblechen
hergestellt. Ihre Formen und Abmessungen werden von den verschiedenen
Auftriebsbedingungen abgeleitet. Somit weisen sie in der Regel einen
unteren Teil auf, der bezüglich
eines oberen Teils bauchig ist, welcher im Hinblick darauf, die
Konstruktion zu erleichtern und annehmbare Stabilitätseigenschaften
zu erhalten, weniger breit ist.
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Der Hauptnachteil dieser Schwimmtore
liegt in der Tatsache, daß,
da sie ununterbrochen abwechselnden Eintauchungen-Auftauchungen
ausgesetzt werden, sie das Opfer einer starken Meereskorrosion sind,
die sowohl im Inneren als auch am äußeren regelmäßige und
kostspielige Vorgänge
zum Instandhalten und zur Behandlung der Oberfläche erforderlich macht.
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Die Erfindung wurde ausgeführt, um
diesen Nachteil zu beseitigen, indem Schwimmtore vorgeschlagen werden,
die den Vorteil haben, gegen die Meereskorrosion unempfindlich zu
sein.
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Ein weiteres Ziel, dessen Lösung sich
die Erfindung vornimmt, besteht darin, eine neue Bauart eines Schwimmtors
zu entwerfen, die, während
sie die Gesamtheit der technischen Anforderungen, insbesondere der
mechanischen Haltbarkeit, erfüllt,
eine einfache Form und Konstruktion und eine verringerte Breite
und folglich geringere Kosten aufweist.
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Die Erfindung hat als Gegenstand
ein Schwimmtor, das zum Verschließen des Eingangs eines Trockendocks
dient, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei verschiedene Teile
aufweist, die durch Befestigungsmittel zusammengefügt sind:
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- – wobei
der erste Teil eine Wand mit einer allgemeinen Form eines rechteckigen
Parallelepipeds oder eines geraden Prismas mit trapezförmigen Längswänden ist,
wobei diese Wand aus zumindest zwei Kästen besteht, die aus einem
Kompositmaterial bestehen, wobei die Mehrheit der Kästen Ballastzellen sind,
wobei diese Kästen
durch Kleben miteinander verbunden sind und auf ihren Seitenwänden eine Schichtung
aus Glas-Harz-Komposit ausgeführt
ist,
- – wobei
der zweite Teil ein Rahmen ist, der die Wand entlang ihres Bodens
und ihrer Querseiten begrenzt und aus einem Material mit einer Dichte
und mit mechanischen Eigenschaften besteht, die einerseits zum Ausüben einer
Ballastfunktion auf der Höhe
des unteren Teils der Wand und andererseits zum Bilden einer starren
Abstützung
geeignet sind, die dazu vorgesehen ist, am Mauerwerk des Eingangs
des Docks anzuliegen.
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Diese Bauart in zwei Teilen ermöglicht es,
die Wand und den Rahmen unabhängig
voneinander herzustellen, um sie erst anschließend zusammenzufügen. Sie
gestattet auch eine vereinfachte Wandform am Ende, die die Konstruktion
aus Kompositmaterial erheblich erleichtert, wobei nur der Rahmen Formspannungen
ausgesetzt wird, um die Anlage am Mauerwerk des Eingangs des Docks
zu bilden, für
welches das Schwimmtor vorgesehen ist.
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Der Rahmen wird aus Beton vorgesehen,
zumindest was seinen unteren Teil mit Ballastfunktion betrifft.
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Der Rahmen weist ein Profil mit im
wesentlichen derselben Breite wie die Wand auf der Höhe der Verbindungsstelle
mit dieser auf und bedeckt die Wand entlang des Bodens und der zwei
Querseiten vollständig,
während
er der Konstruktion seine mechanischen Eigenschaften und insbesondere
seine Steifigkeit verleiht.
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Diese Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie
weitere zeigen sich deutlicher in der folgenden Beschreibung, die
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
durchgeführt
wird, in denen gilt:
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1 ist
ein vertikaler Längsschnitt
einer speziellen, nicht beanspruchten Ausführungsform eines Schwimmtors,
dessen Wand Zellen umfaßt,
die durch horizontale Plattformen sowie vertikale Trennwände definiert
sind,
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2 ist
ein horizontaler Halbschnitt entlang der Linie II–II von 1,
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3 ist
ein vertikaler Querschnitt entlang der Linie III–III von 1,
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4 ist
eine horizontale Schnittansicht des Details A von 2,
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer speziellen Ausführungsform
der Wand eines erfindungsgemäßen Schwimmtors,
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6a bis 6c stellen schematisch die
Herstellung der Wand von 5 dar,
und
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7 stellt
die Montage von Klötzen
dar, die auf beide Seiten der Wand aufgesetzt werden.
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Von vorn gesehen weist das in den
Zeichnungen dargestellte Schwimmtor eine allgemeine trapezförmige Form
auf, die jener des Falzes im Mauerwerk des Eingangs des Docks entspricht,
für das es
vorgesehen ist. Es handelt sich dabei um eine gewöhnliche
Form aufgrund der Tatsache, daß die
Seitenwände
der Trockendocks sehr häufig
abgestuft sind und daß der
Falz folglich ihrer Neigungslinie folgt.
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Gemäß der Erfindung wird diese
trapezförmige
Form des Schwimmtors auf der Höhe
des äußeren Umfangs
eines Rahmens 2 realisiert, der den eigentlichen Körper des
Schwimmtors entlang seines Bodens und seiner zwei Querwände begrenzt.
Innen weist der Rahmen zwei vertikale ebene Flächen 21 auf jeder
Seite einer ebenfalls ebenen, horizontalen Basisfläche 20 auf,
um als Körper
des Schwimmtors eine Wand 1 in Form eines rechteckigen
Parallelepipeds aufzunehmen. Als Variante kann die Wand 1 prismatisch
sein mit Längswänden 13 in
Form eines gleichschenkligen Trapezes, um es zu vermeiden, die Seiten
des Rahmens nach oben zu verbreitern.
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Die Wand 1 besteht vollständig aus
einem Kompositmaterial, vorteilhafterweise vom Typ Glas-Harz-Faser
(CVR). Ihre Bodenwand 10, obere Wand 11, Seitenwände 12 und
Längswände 13 definieren
ein Innenvolumen, das durch eine Konstruktion von horizontalen Plattformen 14 und
vertikalen Trennwänden 15 in
Zellen 17 unterteilt ist. Die Zellen sind überwiegend
Ballaste, wobei die anderen die Einrichtungen wie Pumpen 18, 1, aufnehmen, die zur Funktion des Schwimmtors
dienen.
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Die Plattformen 14 und Trennwände 15 bilden
andererseits ein Tragwerk, das die Funktion hat, zur Steifigkeit
der Wand 1 beizutragen. Queraussteifungen 16 sind
auf die Plattformen 14 und innen auf die Basiswand 10 und
die obere Wand der Wand 1 aufgesetzt.
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Es ist jedoch zu beachten, daß die Erfindung diese
Art Ausführung
eines Schwimmtors, das eine derartige Wand verwendet, nämlich vom
Typ mit einer Unterteilung, die mit Hilfe von horizontalen Plattformen 14 und
vertikalen Trennwänden 15 ausgeführt ist,
nicht schützt.
Dieses Ausführungsbeispiel weist
folglich nur einen informativen Charakter auf, der außerdem ein
besseres Verständnis
der beanspruchten Erfindung ermöglicht.
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Die Verwendung eines Kompositmaterials, um
die Wand 1 herzustellen, wirkt sich in einer großen globalen
Massenverstärkung
im Vergleich zu einer Stahlkonstruktion aus. Da die Wände aus
einer Übereinanderlagerung
von Lagen bestehen, wird es außerdem
erleichtert, die Anzahl der Lagen und folglich die Dicke und die
flächenbezogene
Masse zwischen den verschiedenen Wänden und auch zwischen mehreren
Zonen ein und derselben Wand in Abhängigkeit von ihrer Position
in der Wand zu modulieren, welche in ihrem unteren Teil mehr Haltbarkeit
benötigt
als in ihrem oberen Teil. Somit können die Wände 10 bis 13 der
Wand, die Plattformen 14 und die Trennwände 15 von unten nach
oben immer weniger dick sein. Die Wand 1 wird folglich
in ihrem oberen Teil, wo sie am wenigsten beaufschlagt wird, aber
auch dort, wo die Masse für
die Stabilität
nachteilig ist, leichter gemacht.
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3 läßt in dünnen Linien
Kästen 30 mit einfacher
Form erscheinen, die in bestimmten Fällen auf beide Seiten der Wand 1 aufgesetzt
werden können,
insbesondere wenn die Zwänge
der Wassertiefe streng sind.
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Der Rahmen 2, der eine Ballastfunktion
auf der Höhe
des unteren Teils der Wand 1 erfüllen muß und der andererseits eine
starre und unverformbare Umfangsanlage bilden muß, um das dichte Verschließen an dem
Falz des Eingangs des Docks sicherzustellen, wird in einer zufriedenstellenden
Ausführungsform
aus Beton vorgesehen, der beispielsweise mittels Stangen aus Glasfaser
verstärkt
ist und der seine Vorteile von leichtem Einsatz und Unempfindlichkeit
gegen die Meereskorrosion wie die Kompositmaterialien verleiht.
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Der Rahmen 2 weist einen
geraden Querschnitt auf, der bezüglich
einer Mittelachse symmetrisch ist, die zu der Seite, die der Innenseite 20 oder 21 entspricht,
senkrecht ist. Von dieser Innenseite 20 oder 21 aus
weist der Körper des
Profils eine konstante Breite auf, die im wesentlichen gleich jener
der Wand 1 auf einem gewissen Abstand d ist, 3. Anschließend nimmt
die Breite bis zum Ursprung eines Umfangsflügels 22 ab, der die
Anlage zum Verschließen
und zur Dichtheit des Rahmens bildet. Die Anlagefläche des
Flügels 22 ist
mit einer Elastomerdichtung 23 versehen.
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Der Abstand d ist entlang des horizontalen Basisteils 2a des
Rahmens 2 konstant, wo er insbesondere eine Funktion der
gewünschten
Ballastmasse ist. Dagegen nimmt er linear von unten nach oben auf
der Länge
der Stützen 2b des
Rahmens aufgrund der aufgeweiteten Trapezform der Umfangsanlage 22 zu.
Um die Masse des Rahmens am oberen Teil zu verringern, kann man
trotzdem ein erweiterbares Profil der Stützen 2b vorsehen,
das beispielsweise zu der Form tendiert, die durch die Bindestriche 24 in 2 schematisiert ist. Als
Variante oder als Ergänzung
kann man in den Beton des oberen Teils der Stützen einen Füllbestandteil
mit geringer Dichte integrieren. Es wäre auch möglich, verschiedene Materialien
für die
Herstellung der Basis 2a einerseits und der Stützen 2b andererseits
zu verwenden.
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Für
praktische Zwecke wird der Rahmen 2 in mehreren Schritten
oder aus mehreren getrennten Elementen konstruiert, beispielsweise
dem Basisteil 2a und den Stützen 2b, die anschließend mit
der Wand 1 zusammengefügt
werden. Eine Befestigungsart zwischen den Bodenwänden und dem Ende der Wand 1 einerseits
und dem Rahmen andererseits erscheint in 4 im einzelnen: Metallgewindestangen 3 werden
im Beton des Rahmens regelmäßig beabstandet
in zwei Umfangsreihen an den Seiten 20, 21 seines
inneren Umfangs verankert. Die Stangen 3 werden in Löcher geführt, die
in den Wänden 10 und 12 der
Wand ausgebildet sind, und nehmen dann Klemmbolzen auf. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet
Klemmflachstähle,
welche auf der Rahmenseite in den Beton versenkt sind, um die Oberflächen 20, 21 in
Kontakt mit den Wänden
der Wand bündig zu
machen.
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In einer Prototypausführung, die
gemäß der in
den Zeichnungen dargestellten und vorstehend beschriebenen Bauart
konstruiert wurde und die sich als zufriedenstellend erwiesen hat,
insbesondere wenn es sich um die Stabilitätseigenschaften handelt, wies
die Wand 1 mit einer Länge
von ungefähr 15
Metern eine Breite von nur 1,6 Metern für eine Höhe von 7,5 Metern auf, wobei
das Verhältnis
Breite/Höhe
folglich in der Größenordnung
von 0,2 lag.
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Die 5 bis 7 stellen eine andere Ausführungsform
der Wand 1 dar, die den Vorteil hat, daß sie eine einfachere Realisierung
aufweist. Anstatt eine interne Unterteilung in der Wand 1 auszuführen, entwirft
man diese als eine Baugruppe aus Kästen, die zusammengefügt werden
und auf denen eine Schichtung aus Glas-Harz-Komposit die Seiten- oder Grenzwände bildet.
Im vorliegenden Fall ist es diese Ausführungsform, auf deren Schutz
die beanspruchte Erfindung abzielt.
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In der in 5 dargestellten Ausführungsform umfaßt die Wand 1 somit
acht langgestreckte, parallelepipedische Kästen 51 bis 58,
die aus einem Kompositmaterial hergestellt sind, welche übereinander
angeordnet werden. In der Praxis verbindet man zuerst durch Kleben
die zwei ersten unteren Kästen 51, 52,
dann bedeckt man deren Seitenwände
mit einer ersten Schicht aus Glas-Harz-Komposit 61, 6a.
Anschließend
fügt man
an diese Baugruppe einen dritten Kasten 53 an, 6b, und man stellt eine
zweite Schicht 62 her, die die erste Schicht 61 und
dann die Seitenwand des dritten Kastens 53 vollständig bedeckt. 6c zeigt, daß man weiter
so vorgeht bis zum Anbringen des oberen Kastens 58, so
daß die
Seiten- oder Grenzwand der Wand 1 eine Anzahl von Lagen
aufweist, die nach oben abnimmt.
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7 stellt
die Montage von einem der Klötze 70 dar,
die auf beide Seiten der Wand 1 aufgesetzt werden, welche
in 5 dargestellt ist.
Jeder Klotz 70 besteht aus zwei Kästen 70a, 70b,
die im voraus aneinander geklebt werden. Nachdem er an der Wand 1 angebracht
und an diese geklebt wurde, wird der Klotz 70 anschließend außen mit
einer Schicht aus Glas-Harz-Komposit 71 bedeckt, welche
auf dem Umfang auf der Seitenwand der Wand 1 verlängert wird.