Unten offen, trotzdem trocken: So funktioniert Europas einzigartiges Tauchglockenschiff
Eine 4 × 6 m große Glocke, 1 bar Überdruck und Arbeiten auf dem Rheinboden: So funktioniert das Spezialschiff „Archimedes“.
Die „Archimedes“ bringt Arbeiter bis zu 10 m tief auf den Rheinboden. Druckluft hält das Wasser aus der offenen Tauchglocke fern.
Foto: Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, WSV
Auf dem Grund des Rheins arbeiten, ohne Tauchanzug und ohne das Wasser abzupumpen: Genau dafür wurde die „Archimedes“ gebaut. Das knapp 70 m lange Spezialschiff senkt am Heck eine nach unten offene Stahlkammer bis auf den Gewässergrund. Druckluft hält das Wasser draußen. So können Beschäftigte bis zu 10 m unter der Wasseroberfläche weitgehend trocken arbeiten.
Die „Archimedes“ gehört zur Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) und wird vom Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Rhein eingesetzt. 2021 löste sie die fast sechs Jahrzehnte alte „Carl Straat“ ab. Die WSV bezeichnete den Neubau bei der Taufe als europaweit einzigartig. Die Werft Damen spricht sogar von einem weltweit einzigartigen Schiffskonzept.
Inhaltsverzeichnis
- Eine 4 × 6 m große Glocke fährt zum Flussgrund
- Warum trotzdem kein Wasser eindringt
- Erst durch die Druckschleuse, dann nach unten
- Was macht die Crew auf dem Rheinboden?
- Pneumatische Hebezeuge arbeiten in der Glocke
- Das Schiff muss die Glocke sehr genau positionieren
- Der Neubau hatte keinen problemlosen Start
- Schon die „Carl Straat“ arbeitete nach demselben Prinzip
Eine 4 × 6 m große Glocke fährt zum Flussgrund
Die „Archimedes“ ist rund 70 m lang und 11,7 m breit. Am Heck sitzt ihre wichtigste Arbeitsanlage: eine etwa 4 × 6 m große Tauchglocke. Ein klappbarer Hebeapparat senkt sie auf den Gewässergrund ab. Arbeiten sind bis zu einer Wassertiefe von 10 m möglich, die meisten Einsätze finden laut Damen jedoch in 4 bis 7 m Tiefe statt.
Mit einer klassischen Taucherglocke hat die Konstruktion nur teilweise zu tun. Es handelt sich um einen großen, nach unten offenen Arbeitsraum, der über ein Rohr mit dem Schiff verbunden bleibt. Die Beschäftigten steigen also nicht als Taucher von außen hinein, sondern gelangen vom Schiff durch eine Druckschleuse und anschließend über einen Schacht nach unten.
Das Entscheidende: Die Glocke wird nicht wasserdicht verschlossen. Ihre Unterseite bleibt zum Flussgrund hin offen.
Warum trotzdem kein Wasser eindringt
Dass die Arbeitskammer nicht vollläuft, liegt am Luftdruck. Sobald die Glocke abgesenkt wird, drücken Kompressoren Luft hinein. Der Druck in der Kammer wird so weit erhöht, dass er dem Wasserdruck an der offenen Unterseite entgegenwirkt.
Als Faustregel nennt Damen etwa 0,1 bar zusätzlichen Druck pro Meter Wassertiefe. In 10 m Tiefe werden demnach ungefähr 1 bar Überdruck gegenüber der Atmosphäre benötigt. Der absolute Druck in der Glocke liegt dort also bei ungefähr 2 bar.
Das Prinzip lässt sich mit einem umgedrehten Glas vergleichen, das senkrecht ins Wasser gedrückt wird. Die eingeschlossene Luft verhindert zunächst, dass das Glas vollständig vollläuft. Bei der „Archimedes“ wird der notwendige Luftdruck allerdings aktiv erzeugt und geregelt.
Für die Druckluftversorgung ist Redundanz vorgesehen. Nach Angaben von Damen würde ein Kompressor ausreichen, um bei den vorgesehenen Arbeitstiefen das Eindringen des Wassers zu verhindern. Trotzdem besitzt das System einen zweiten Kompressor als Reserve. Auch andere wichtige Bordsysteme wurden redundant ausgelegt.
Erst durch die Druckschleuse, dann nach unten
Für die Menschen an Bord bedeutet der Überdruck, dass sie nicht einfach eine Luke öffnen und die Treppe hinabsteigen können. Zwischen Schiff und Arbeitsraum liegt eine Druckausgleichskammer.
Dort wird der Luftdruck zunächst an den Druck in der Tauchglocke angepasst. Erst danach kann die Crew weiter nach unten. Beim Rückweg läuft der Vorgang umgekehrt. Laut Damen ist bei den Arbeitstiefen bis 10 m keine Oberflächen-Dekompression erforderlich. Der Druckausgleich erfolgt jedoch kontrolliert in der dafür vorgesehenen Kammer.
Wer in der Druckluftanlage arbeitet, benötigt eine entsprechende arbeitsmedizinische Eignung. Damen nennt für die Besatzung eine Bescheinigung für Arbeiten in Druckluft. Typischerweise sind sieben Personen an Bord.
Was macht die Crew auf dem Rheinboden?
Der Aufwand lohnt sich dort, wo Arbeiten direkt an der Gewässersohle erforderlich sind. Zu den Aufgaben gehören nach Angaben von WSV, Damen und den beteiligten Technikunternehmen unter anderem:
- Untersuchungen und Probenahmen am Gewässergrund,
- Inspektionen von Schleusen und Wehren,
- Arbeiten an Verankerungen von Fahrwassertonnen,
- das Entfernen von Hindernissen,
- die Bergung verlorener Ladung,
- sowie bei Bedarf Arbeiten im Zusammenhang mit Kampfmitteln.
Damen begründet den Einsatz eines Tauchglockenschiffs vor allem mit den Bedingungen auf deutschen Flüssen. Starke Strömungen können klassische Taucharbeiten erschweren und gefährlicher machen. Die druckluftbeaufschlagte Glocke schafft dagegen einen abgeschirmten Arbeitsraum direkt am Grund.
Pneumatische Hebezeuge arbeiten in der Glocke
In der Kammer muss die Besatzung nicht alles von Hand bewegen. Der Hersteller HAUX-LIFE-SUPPORT entwickelte die Tauchglockenanlage und integrierte darin pneumatische Hebezeuge des Wittener Unternehmens J.D. Neuhaus.
Zum Einsatz kommen zwei besonders kompakt gebaute Hebezeuge mit Laufkatzen. Der geringe Bauraum ist wichtig, weil in der Glocke nur begrenzt Platz zur Verfügung steht. Werkzeuge, Material oder geborgene Gegenstände lassen sich damit innerhalb des Arbeitsbereichs bewegen.
Der pneumatische Antrieb hat für diesen Einsatz einen weiteren Vorteil: Die Technik ist für die hohe Luftfeuchtigkeit in der Glocke ausgelegt. Beim Absetzen der gesamten Arbeitskammer müssen nach Angaben von J.D. Neuhaus zudem Querkräfte möglichst vermieden werden.
Das Schiff muss die Glocke sehr genau positionieren
Nicht nur die Arbeit unter Wasser ist anspruchsvoll. Auch das Schiff selbst muss sich möglichst genau über dem Einsatzort halten.
Die „Archimedes“ besitzt einen dieselelektrischen Antrieb. Hinzu kommt ein Ballastsystem, mit dem sich Veränderungen der Längstrimmung ausgleichen lassen. Das ist beispielsweise relevant, wenn die Tauchglocke am Heck bewegt und abgesenkt wird.
Wie anspruchsvoll präzises Manövrieren auf Binnenwasserstraßen ist, zeigt auch das Forschungsprojekt StruMan. Daran sind unter anderem die Universität Rostock, die Hochschule Wismar sowie Schottel und Sick beteiligt. Die „Archimedes“ dient als Versuchsträger.
Die Forschenden entwickeln einen „Advanced Maneuvering Pilot“ für Schiffe mit azimutierenden Antrieben. Untersucht werden unter anderem hydrodynamische Effekte, die auftreten, wenn sich ein Schiff nahe an festen Strukturen oder in flachem Wasser bewegt. Ziel ist es, solche Einflüsse besser in die Modellierung und automatische Regelung einzubeziehen.
Der Neubau hatte keinen problemlosen Start
Die „Archimedes“ wurde am 23. September 2021 in Dienst gestellt. Die WSV bezifferte die Kosten auf 24,57 Mio. €. Gebaut wurde das Schiff von Damen Shipyards.
Der Start verlief allerdings nicht wie geplant. Noch im März 2024 erklärte das WSA Rhein gegenüber der „NRZ“, die „Archimedes“ sei technisch nicht einsatzfähig.
Auch das Forschungsprojekt StruMan bekam die Folgen zu spüren. Die Universität Rostock spricht ausdrücklich von „reparaturbedingten Verzögerungen“ beim Versuchsträger. Im März 2026 fanden dann wieder Fahrten mit der „Archimedes“ statt. Vom 9. bis 11. März wurde das Schiff nach Angaben der Universität für Fahrten zur Modellidentifikation genutzt.
Ob daraus bereits ein uneingeschränkter regulärer Tauchglockenbetrieb folgt, lässt sich aus diesen Angaben nicht ableiten. Einen aktuellen Nachweis dafür veröffentlicht die Universität nicht.
Schon die „Carl Straat“ arbeitete nach demselben Prinzip
Für ingenieur.de ist die Technik keine Unbekannte. Bereits 2013 berichteten wir über die damalige „Carl Straat“. Das 1963 gebaute Tauchglockenschiff erledigte im Kern dieselben Arbeiten wie heute die „Archimedes“.
Der damalige Bericht führte direkt in die Druckluftanlage. Nach dem Druckausgleich ging es über eine rund 15 m lange Treppe nach unten. In der Tauchglocke herrschten bei einem Einsatz nahe der maximalen Tiefe knapp 1 bar Überdruck. Die Luftfeuchtigkeit lag dem Bericht zufolge nahe 100 %. Hinzu kamen Lärm durch die Rheinströmung und Kies, der gegen die Glocke schlug.
Fast 60 Jahre lang blieb die „Carl Straat“ im Dienst. Dass ihr Nachfolger technisch moderner aussieht, ändert am grundlegenden Prinzip erstaunlich wenig. Auch bei der „Archimedes“ hält Druckluft den Fluss aus einer nach unten offenen Stahlkammer heraus. Damen orientierte sich beim Neubau ausdrücklich am bewährten Konzept des Vorgängers.
Die Geschichte der „Carl Straat“ endete mit ihrer Ablösung allerdings nicht. Das Schiff wurde als Denkmal eingestuft. Die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung wehrte sich dagegen gerichtlich. Das Verwaltungsgericht Düsseldorf wies die Klage 2023 ab. Nach Auffassung des Gerichts besteht ein öffentliches Interesse an der Erhaltung des Spezialschiffs, dessen Konstruktion und Funktion für seine Entstehungszeit außergewöhnlich waren.
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