Dieser durch schwere Industrie-Stoßdämpfer gesicherter Anstoßbalken in einer Maas-Schleuse kann

Dieser durch schwere Industrie-Stoßdämpfer gesicherter Anstoßbalken in einer Maas-Schleuse kann bis zu 4 000 t schwere Schiffe bei einer Anfahrgeschwindigkeit bis 0,5 m/s abbremsen. (Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH)

Langenfeld (rm). Die zu befüllenden Schleusenkammern, in denen die Schiffe auf das bestehende Niveau vor oder hinter der Kammer gebracht werden, müssen so konstruiert sein, dass ein kontrolliertes Befüllen und Entleeren möglich ist. Ansonsten käme es zu wasserfallartigen Ergüssen. Je größer der Höhenunterschied der beiden Wasserwegabschnitte ist, desto extremer wären die daraus resultierenden Auswirkungen.

In Maasbracht in den Niederlanden liegt der durch einen Schleusenkomplex zu überwindende Höhenunterschied bei 12 m. Würde hier ein unkontrolliertes Befüllen stattfinden, wäre die Mindestfahrttiefe von 3 m der Maas im oberen Flussabschnitt nicht mehr zu gewährleisten; der Fluss würde leerlaufen.

Beim Navigieren eines Schiffes ist es prinzipiell denkbar, dass es wie beim Einparken eines Automobils in engen Parklücken zum Kontakt – in diesem Fall zwischen Tür und Schiff – kommt. Bei beladenen und dadurch bis zu 4 000 t schweren Schiffen gibt es kein Schloss oder Scharnier, das in der Lage wäre, die bei einer Anfahrgeschwindigkeit bis 0,5 m/s resultierenden Kräfte aufzuhalten.

Denkbar wäre es hingegen, die Dimension der Schleusenkammern so zu wählen, dass ein Anfahren nahezu unmöglich ist. Das Anfahren wollte man jedoch über einen Anstoßbalken ausdrücklich ermöglichen, weil dies auch Vorteile mit sich bringt. Denn bei den großen Höhenunterschieden vor und hinter der Schleuse ist es bei flussabwärts geöffneten Schleusentüren, also niedrigem Wasser, möglich, einfach unter diesen herzufahren.

Um den erwähnten Anstoßbalken absichern zu können und damit ein Öffnen der Türen sowie ein Leerlaufen des Flusses auszuschließen, wurden Dämpfer gesucht, die die zu erwartenden Kräfte aufnehmen können. Jeder dieser speziellen Stoßdämpfer ist 2 649 mm lang, hat einen Außendurchmesser von 200 mm und ein Eigengewicht von 320 kg.

Bei der Auslegung der Dämpfer musste ACE neben den bereits erwähnten Eckdaten auch einen eventuellen Wasserschlag berücksichtigen. Dabei wird durch Wasser ein starker mechanischer Stoß verursacht.

Da die Schleusenbauer den Wasserschlag genau prognostizieren können, wurde die zu erwartende Gesamtenergie mit 500 000 Nm ermittelt. Basierend auf bestehenden Sicherheits-Stoßdämpfern hat ACE einen entsprechenden Sicherheitsdämpfer mit optimierter Kennlinie, einem Festanschlag und einem Hub von 800 mm entwickelt.

Die Kolbenstange wird beim Abbremsvorgang eingeschoben und das sich vor dem Kolben befindende Hydrauliköl gleichzeitig durch alle Drosselöffnungen verdrängt. Durch die proportional zum verfahrenen Hub abnehmende Anzahl der wirksamen Drosselbohrungen verringert sich nicht nur die Einfahrgeschwindigkeit konstant, sondern es bleiben auch der vor dem Kolben entstehende Staudruck und die Gegenkraft gleich.

Während der Abbremsvorgang sich bei Klein-Stoßdämpfern des Herstellers schnell vollzieht, benötigen die Schleusendämpfer immerhin 3,5 s, um ihren Hub von 800 mm zurückzulegen.

Um in die Ausgangslage zurückzukommen, arbeiten die Sicherheitsdämpfer – ähnlich wie Gasfedern von ACE – nämlich mit Stickstoff. In einem Gasspeicher gesammelt, kompensiert er das von der Kolbenstange verdrängte Öl und drückt die Kolbenstange beim Ausfahren in die Ausgangslage zurück.

Für die Trennung des hydraulischen Systems vom Gasspeicher sind die Schleusendämpfer wie auch die schweren Sicherheits-Stoßdämpfer der Serie CB von ACE mit einem Trennkolben-Stickstoff-Rückstellsystem ausgestattet. Die Spezialdämpfer lassen sich im eingefahrenen Zustand einfach über einen Bodenflansch befestigen. Im ausgefahrenen Lieferzustand wäre eine Integration in die Schleuse hingegen aus Mangel an Einbauplatz nicht möglich gewesen. Daher wurden die Dämpfer vor Ort in Maasbracht mit dem für die Rückstellung nötigen Stickstoff befüllt.