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1. WO2020132707 - WATER CABLEWAY

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ DE ]

Wasserseilbahn

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen von Schwimmkörpern auf einer Wasseroberfläche, wobei die Schwimmkörper über Zugmittel mit einem Schleppmittel verbundenen sind, das über Lenkeinrichtungen umlaufend geführt ist.

Stand der Technik

Die DE19543614A1 beschreibt eine Unterwasser-Seilbahn, die Gondeln als Schwimmkörper aufweist. Diese Schwimmkörper sind über Zugmittel lösbar mit einem von einer fest am Grund eines Gewässers verankerten Lenkeinrichtung geführten Schleppmittel verbunden. Wird das Schleppmittel von einem Antrieb in Bewegung versetzt, so werden die Schwimmkörper entlang eines von der

Schleppmittelführungsvorrichtung vorgegebenen Weges unter Wasser gezogen, weil die Schwimmkörper auf Grund ihres eigenen Auftriebs über dem

Verbindungspunkt des Zugmittels mit dem Schleppmittel unter Wasser schweben. Da die Lenkeinrichtungen am Grund des Gewässers fixiert sind, kann ein

Transport der Gondeln nur in gleichbleibendem Normalabstand zum

Gewässergrund und daher bei Überschreitung einer von der Zugmittellänge vorgegebenen Grenztiefe ein Transport nur unter Wasser geschehen. Hierfür müssen die Gondeln fluiddicht ausgestaltet und bei langer Fahrtzeit mit einer externen Sauerstoffversorgung ausgestattet sein. Zudem kommt der Nachteil, dass die Zugänglichkeit zur Lenkeinrichtung vor allem bei großen Tiefen auf Grund der vorherrschenden hohen Druckbedingungen und schlechten

Lichtverhältnisse mit hohem Aufwand verbunden ist.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Führen von Schwimmkörpern vorzuschlagen, die unabhängig von der Gewässertiefe den Einsatz von handelsüblichen Booten als Schwimmkörper auch bei variierendem Wasserspiegel ermöglicht.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass wenigstens eine

Lenkeinrichtung mit einem gegenüber einem Anker unter Wasser schwebend gelagerten Auftriebselement verbunden ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mehrere Lenkeinrichtungen auf, die in einem Gewässer verteilt angeordnet sind und so eine Umlaufbahn eines von den Lenkeinrichtungen geführten und von einem Antrieb in Bewegung versetzten Schleppmittels vorgeben. Die

Lenkeinrichtung kann beispielsweise von einer Umlenkrolle ausgebildet sein, die als Führung eines Schleppmittels, beispielsweise eines (Endlos)Seils, einer Kette, eines Zahnriemens, dient. Um keinen umliegenden Boots- oder Schiffsverkehr zu behindern, ist die wenigstens eine Lenkeinrichtung an einem Auftriebselement angeordnet, der an einem Anker auf Grund der Auftriebskraft schwebend unter Wasser gelagert ist, sodass das Schleppmittel nicht an der Wasseroberfläche, sondern unter Wasser in einem definierten Abstand zum Grund verläuft. Der Anker selbst, der entweder durch Verbindungselemente unlösbar mit dem

Gewässergrund verbunden ist, oder einen ausreichend schweren Abtriebskörper ausbildet, wodurch eine besonders einfache Installation der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht wird, ist mit dem Auftriebselement über ein Ankerzugmittel, dessen Länge die vorherrschende Gewässertiefe unterschreitet, verbunden. Auf diese Weise befinden sich alle zur Übertragung des Antriebs auf die

Schwimmkörper benötigten Komponenten unter Wasser. Je nach Ausführung kann der Antrieb selbst entweder unter oder über Wasser angeordnet sein. In einer besonders einfach zu wartenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Ankerzugmittel lösbar mit dem Auftriebselement verbunden sein, oder aber höhenverstellbar ausgebildet sein, sodass das Auftriebselement zwischen einer Betriebsstellung unter Wasser und einer Wartungsstellung an der Wasseroberfläche verlagerbar ist. Um den Antrieb auf die Schwimmkörper, die

beispielsweise handelsübliche Boote sein können, zu übertragen, sind diese über ein Zugmittel entweder lösbar oder unlösbar mit dem Schleppmittel verbunden. Das Zugmittel muss dabei so ausgeführt sein, dass einerseits die vom

Schleppmittel auf den Schwimmkörper übertragene Kraftkomponente normal zur Wasseroberfläche die Auftriebskraft des Schwimmkörpers unterschreitet, und dass andererseits die Schwimmkörper auf einen Bewegungsradius innerhalb der vom Schleppmittel vorgegebenen Umlaufbahn beschränkt sind, wobei die parallel zur Schlepprichtung verlaufenden äußeren Grenzen der Umlaufbahn durch die Länge des Zugmittels definiert sind.

Damit auch besonders lange und schwere Schleppmittel ausreichend gespannt werden können, wird vorgeschlagen, dass das Auftriebselement mit einem

Querkraftanker zur Aufnahme horizontaler Zugkräfte verbunden ist. Dadurch können die vom Schleppmittel an das Auftriebselement übertragenen Zugkräfte, die in Richtung des Zentrums der vom Schleppmittel vorgegebenen Umlaufbahn zeigen, aufgenommen werden, wenn der Querkraftanker dem Anker insbesondere in Zugkraftrichtung vorgereiht ist.

Gerade in Ufernähe kann das natürliche Gefälle des Grundes besonders vorteilhaft ausgenützt werden, wenn der Querkraftanker auf Höhe der

Lenkeinrichtung und damit des Zugmittels angeordnet ist. Dadurch kann der Querkraftanker in der Wirkachse der Zugkräfte in Richtung des Zentrums der vom Schleppmittel vorgegebenen Umlaufbahn liegen, womit sich eine besonders günstige Krafteinleitung in den Ufergrund einstellt.

Um eine besonders kompakte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass eine Lenkeinrichtung als vom umgebenden Wasser gekühlter Antrieb für das Schleppmittel ausgebildet ist. Dadurch werden weder eine gesonderte Kühlung für den Antrieb noch zusätzliche Umlenksysteme zu außerhalb des Wassers angeordneten Antrieben benötigt. Zur Überwindung besonders großer Lasten oder zur besseren Regelung der Schleppmittelspannung können mehrere Lenkeinrichtungen jeweils einen Antrieb aufweisen. Als Antrieb kann beispielsweise ein Elektromotor eingesetzt werden, der über eine Welle mit der Lenkeinrichtung verbunden ist. Der Antrieb kann dabei unmittelbar von umströmenden Wasser, oder indirekt über einen Wärmetauscher und ein im Kreislauf geführtes Kühlmittel gekühlt werden.

Grundsätzlich kann bei einem Bremsvorgang des Schleppmittels ein einfaches zugfestes Zugmittel, wie beispielsweise ein Seil, ausreichend sein, um die für ein Bremsen des Schwimmkörpers erforderlichen Kräfte auf den Schwimmkörper zu übertragen. Gerade bei Booten mit einer durch den Bootsrumpf vorgegebenen Fahrtrichtung kann ein definierter Bremsvorgang unter Vermeidung eines

Schlingerns oder Stampfens des Bootsrumpfes nur erreicht werden, wenn das Zugmittel sowohl zug- als auch druckfest ist, also beispielsweise als Schubstange ausgebildet ist. Damit gerade bei variierendem Wasserstand und damit mit variierendem Abstand zwischen der vom Schleppmittel aufgespannten Ebene und der Wasseroberfläche ein sicherer Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht wird, kann eine Schubstange zwischen dem Schleppmittel und dem Schwimmkörper vorgesehen sein, deren Länge den Abstand zur

Schleppmittelebene auch bei Hochwasser übersteigt.

Eine bessere Führung der Schwimmkörper bei gleichzeitig geringerer

mechanischen Belastung ergibt sich allerdings, wenn das Zugmittel zwei in Schlepprichtung hintereinander angeordnete Zugelemente umfasst, wobei das in Schlepprichtung vorgereihte Zugelement bugseitig und das in Schlepprichtung nachgereihte Zugelement heckseitig an einem Boot als Schwimmkörper angesetzt ist. Die Zugelemente können dabei lediglich zugfest, beispielsweise als Seile ausgeführt sein und das Schleppmittel mit dem Boot als Schwimmkörper so verbinden, dass dem Boot ein gewisser Gleitradius verbleibt, der gleichzeitig einen Sicherheitsbereich um dieses bildet.

Um eine gleichmäßige, geführte Richtungsänderung der Schwimmkörper bei etwaigen Wendepunkten zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das in

Schlepprichtung nachgeordnete Zugelement schleppmittelseitig einen

schwanenhalsförmigen Wendehals ausbildet, der um eine quer zur

Schlepprichtung verlaufende Achse verschwenkbar gelagert ist. Durch ein

gezieltes Verschwenken des Wendehalses kann die Bootslängssachse an die sich verändernde Schlepprichtung angepasst werden und dadurch ein Auftreten von hohen Flieh- und Lateralkräften am Bootsrumpf verhindert werden. Das

Verschwenken des Wendehalses kann beispielsweise elektrisch, oder über am Auftriebselement oder an der Lenkeinrichtung angeordnete Anlaufflächen geschehen. In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Auftriebselement oder die Lenkeinrichtung eine Anlauffläche aufweisen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist nicht nur das in

Schlepprichtung nachgeordnete Zugelement, sondern auch das in

Schlepprichtung vorgeordnete Zugelement mit einem schwanenhalsförmigen Wendehals ausgerüstet, sodass nicht nur der Heckbereich, sondern auch der Bugbereich des Bootes quer zur Schlepprichtung verlagert werden kann und damit das Boot für Wendemanöver frei drehbar wird. Um den vorgeordneten Wendehals anzusteuern, kann die Lenkeinrichtung eine zweite Anlauffläche aufweisen, wobei die beiden Anlaufflächen beispielsweise eine verschieden ausgestaltete

Zugelementführbahn ausbilden. Sind die Anlaufflächen auf unterschiedlichen Höhen positioniert, so können die Wendehälse durch ebenfalls auf der jeweiligen Höhe der Anlauffläche angeordnete Anlaufkörper individuell entlang der jeweiligen Zugelementführbahn entsprechend verschwenkt werden.

Damit trotz der durch die Wendehälse vorgegebenen Bootsbewegung eine

Gleitfahrt in einem vorgegebenen Sicherheitsradius nicht behindert wird, können an die schwanenhalsförmigen Wendehälse Seile anschließen, die bug- bzw.

heckseitig an das jeweilige Boot angesetzt sind. Dadurch können etwaige

Schwenkbewegung zeitverzögert von den Wendehälsen auf das Boot übertragen werden. In einer konstruktiv einfachen Ausführungsform kann jeweils ein Seil an die Wendehälse anschließen, wobei beispielsweise bei besonders großen Booten auch mehrere Seile, oder für den Fachmann naheliegende Verbindungen, pro Wendehals vorgesehen sein können.

Vor allem bei Stillstand des Antriebs können die Zugmittel auf Grund der fehlenden vom Schleppmittel ausgehenden Zugkraft richtungslos im Wasser umherschweben, wodurch die Gefahr eines Verhedderns mit Fremdkörpern

gegeben ist. Um daher ein Verbleiben der Zugmittel unterhalb des Bootes oder des Schwimmkörpers zu begünstigen, wird vorgeschlagen, dass an den

Zugmitteln zu deren Vorspannung Spannkörper vorgesehen sind. Als

Spannkörper sind beispielsweise Abtriebskörper, oder Auftriebskörper, die am Zugmittel befestigt sein können, denkbar.

Kurze Beschreibung der Erfindung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Vogelperspektive,

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in größerem

Maßstab,

Fig. 3 eine Seitenansicht der am Schleppmittel angeordneten Zugmittel in noch größerem Maßstab und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht der am Schleppmittel

angeordneten Zugmittel.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Vorrichtung zum Führen von Schwimmkörpern 1 auf einer Wasseroberfläche 2 weist, wie in der Fig. 1 abgebildet, wenigstens eine Lenkeinrichtung 3 auf, die ein Schleppmittel 4 führt und dadurch bei entsprechender Anordnung der

Lenkeinrichtung(en) 3 eine Umlaufbahn 5 für die beispielsweise als Boote ausgeführten Schwimmkörper 1 vorgeben. Ein Zu- beziehungsweise Ausstieg kann über einen Steg 6 oder innerhalb einer vorgegebenen Langsamfahrstrecke erfolgen.

Fig. 2 verdeutlicht dabei die Kraftübertragung des von einem in der Fig. 2 nicht dargestellten Antrieb in Bewegung versetzten Schleppmittels 4 auf den

Schwimmkörper 1 mit Hilfe von einem Zugmittel 6, wobei das Zugmittel 6 einfach ausgebildet sein, oder zur besseren Führung der Schwimmkörper 1 zwei in

Schlepprichtung hintereinander angeordnete Zugelemente 7 aufweisen kann. Um keinen umliegenden Schiffs- oder Bootsverkehr zu behindern, ist die

erfindungsgemäße Vorrichtung mit Ausnahme der Schwimmkörper selbst unter Wasser angeordnet. Hierzu bildet die in der Ausführungsform der Fig. 2

dargestellte Lenkeinrichtung 3 eine drehbar in einer Gabel gelagerte Umlenkrolle aus, die an einem Auftriebselement 8 angeordnet ist. Das Auftriebselement 8 ist dabei gegenüber einem Anker 9 durch ein Ankerzugmittel 10 schwebend unter Wasser gelagert. Die Anordnung der Lenkeinrichtung 3 ist unwesentlich, so kann diese beispielsweise in Bezug auf das Auftriebselement wasseroberflächenseitig, wassergrundseitig, oder in einer alternativen für den Fachmann naheliegenden Art und Weise an dem Auftriebselement 8 angeordnet sein. Alternativ dazu kann die Lenkeinrichtung auch am Ankerzugmittel 10 angeordnet werden und damit ebenfalls mit dem Auftriebselement 8 verbunden sein. Zur verbesserten Aufnahme von Horizontalkräften weist die in der Fig. 2 dargestellte Lenkeinrichtung 3 einen Querkraftanker 11 auf, der unlösbar oder lösbar mit dem Wassergrund 12 verbunden ist. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann das Auftriebselement 8, oder die Lenkeinrichtung 3 gegen einen, oder mehrere außerhalb des Wassers platzierte(n) Festkörper abgespannt sein.

Eine besondere Ausgestaltung der Zugelemente 7 wird in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Zugelemente 7 weisen schleppmittelseitig schwanenhalsförmige Wendehälse 13 auf, die um eine Achse quer zur Schlepprichtung verschwenkbar sind. Dadurch kann eine gleichmäßige und geführte Bewegung der

Schwimmkörper 1 auch um Wendepunkte mit starken

Schlepprichtungsänderungen erreicht werden. Hierzu weist das in der Fig.3 dargestellte Auftriebselement 8 eine Anlauffläche 14 auf, die eine

Zugelementführbahn für den auf dem Wendehals 13 angeordneten und in der Fig. 4 dargestellten Anlaufkörper 15 ausbildet, wodurch eine gezielte Ausrichtung des Wendehalses 13 und dementsprechend eine Ausrichtung der

Schwimmkörperlängsachse erzielt werden kann. In den Fig. 3 und 4 weist nur der in Schlepprichtung nachgeordnete Wendehals einen Anlaufkörper 13 auf. Soll nicht nur das Heck, sondern auch der Bug des Schwimmkörpers 1 gezielt ausgerichtet werden können, so empfiehlt es sich, wenn auch der vorgereihte

Wendehals 13 einen Anlaufkörper 13 ausbildet. Um eine ungewollte Interaktion zwischen dem Anlaufkörper 13 des vorgereihten Wendehalses 13 mit der zum nach nachgeordneten Wendehals 13 zugehörigen Anlauffläche 14 zu verhindern, können die jeweiligen Anlaufkörper auf unterschiedlichen Höhen- oder

Seitenpositionen an den Wendehälsen 13 angeordnet sein. Um trotz der von den Wendehälsen 13 vorgegebenen Boots- oder Schwimmkörperbewegungen eine Gleitfahrt zu ermöglichen, können Seile 16 an die schwanenhalsförmigen

Wendehälse 13 anschließen, die den Schwimmkörper 1 bug- und heckseitig aufnehmen. Um eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu begünstigen, kann der nur in der Fig. 3 dargestellte Antrieb 17 zum Bewegen des Schleppmittels 4 im Auftriebselement 8 angeordnet sein, wobei der Antrieb 17 beispielsweise über eine Welle mit der Lenkeinrichtung 3 verbunden ist.