Kammerschleuse

Eine Kammerschleuse ist ein gemauertes Becken mit Toren an beiden Enden, in dem ein Schiff von einer Höhe der Wasserstraße zur nächsten gehoben oder gesenkt wird, indem man Wasser ein- oder ablässt. Sie taucht 984 in China auf, erhielt mit den Stemmtoren des Mailands der Renaissance ihre heutige Form und brachte Kanäle über Hügel und Wasserscheiden.

Was es ist

Ein Kanal muss fast waagerecht bleiben. Deshalb besteht er aus ebenen Abschnitten, den Haltungen, die stufenweise übereinander liegen. Die Schleuse ist die Stufe dazwischen: ein gemauertes Becken, die Kammer, kaum größer als die Schiffe, für die sie gebaut ist, an beiden Enden durch Tore verschlossen. Liegt das Schiff darin und sind die Tore zu, hebt oder senkt die Mannschaft das Wasser bis auf die Höhe der nächsten Haltung und öffnet dann die gegenüberliegenden Tore.

Wie es funktioniert

Bergauf leert die Mannschaft zuerst die Kammer über die unteren Schütze, öffnet das Untertor, fährt das Schiff hinein und schließt hinter ihm das Tor und die unteren Schütze. Erst dann zieht sie die oberen Schütze. Wasser aus der oberen Haltung füllt die Kammer und hebt das Schiff; sobald beide Spiegel gleich hoch stehen, lässt sich das Obertor leicht öffnen. Talwärts läuft alles in umgekehrter Reihenfolge. Eine Schleusung dauert meist zehn bis zwanzig Minuten.

Die beiden Flügel treffen sich in einem V, das ins höhere Wasser zeigt, und dessen Druck presst sie aneinander.

Jedes Torpaar schließt in einem flachen V, dessen Spitze stromauf zeigt; jeder Flügel steht etwa 18 Grad schräg zur Querachse der Kammer. Das höhere Wasser drückt beide Flügel an der Spitze gegeneinander und unten gegen eine Schwelle im Boden, den Drempel. Je tiefer das Wasser, desto dichter das Tor. Auf einen 3 m breiten Flügel mit 2 m mehr Wasser auf der einen Seite als auf der anderen wirkt eine Kraft von mindestens 6 Tonnen, und niemand kann ihn öffnen, bevor die Spiegel ausgeglichen sind. Ein langer Schwenkbalken auf jedem Flügel liefert den Hebel, um ihn zu bewegen.

Die Kurbel dreht ein Ritzel, das Ritzel hebt eine Zahnstange, und die Zahnstange zieht das Schütz hoch.

Das Wasser fließt durch Schütze, kleine Schieber in den Toren, oder durch Umläufe in den Seitenwänden, die die Kammer sanfter füllen. Die Mannschaft hebt jedes Schütz mit einer abnehmbaren Kurbel, und eine Sperrklinke hält es oben.

Bei jedem Füllen und Leeren wandert eine Wasserscheibe, so groß wie der Kammerboden und so hoch wie die Fallhöhe, eine Stufe tiefer. Bei einer schmalen englischen Schleuse von etwa 22 m Länge und 2 m Breite mit 2 m Fallhöhe sind das rund 90 Tonnen. Ein Schiff bergauf entnimmt der oberen Haltung etwas mehr, ein Schiff talwärts etwas weniger, weil auch der Rumpf Wasser verdrängt. Alles Wasser landet am Ende unten. Ein Kanal, der eine Wasserscheide überquert, braucht deshalb Zufuhr für seine höchste Haltung, die Scheitelhaltung, aus Flüssen und Speicherbecken über Speisegräben.

Am steilen Hang folgen die Schleusen in einer Kette mit kurzen Haltungen dazwischen aufeinander. Bei einer Schleusentreppe fallen die Haltungen ganz weg: Das Obertor der einen Kammer ist das Untertor der nächsten.

Wie man sie baut

Eine echte Schleuse ist Sache des Wasserbaus. Um den Ablauf zu verstehen, baut man ein Modell und lernt dann, als Bootsfahrer eine richtige Schleuse zu passieren.

Die Rinne bauen. Auf dem Tisch genügt eine lange Holzkiste, innen mit Außenlack abgedichtet. Im Garten legt man zwei Reihen Betonsteine auf ein ebenes Bett und kleidet die Rinne mit Teichfolie aus. Sie wird in obere Haltung, Kammer und untere Haltung geteilt, der obere Boden einige Zentimeter höher, jeder Teil mit der Wasserwaage eben ausgerichtet.

Tore und Schütze einsetzen. Am einfachsten ist ein Brett, das in zwei Nuten auf und ab gleitet. Für Stemmtore hängt man an beiden Kammerenden je einen Sperrholzflügel an jede Seitenwand, so dass sich jedes Paar im V zum höheren Wasser trifft und an einer quer liegenden Holzleiste anliegt. Unten in jedes Tor kommt ein Loch, das ein kleiner Schieber abdeckt.

Wasser laufen lassen. Die obere Haltung speist ein Gartenschlauch, eine Überlaufkerbe hält ihren Spiegel. Auch die untere Haltung, einige Zentimeter tief, bekommt einen Überlauf in den Garten oder einen Eimer, damit ihr Spiegel bleibt. Dann schleust man einen Holzklotz Stufe für Stufe hindurch.

An einem echten Kanal. Ruhig und ohne Eile arbeiten. Seitliche Fender hochnehmen, an Deck und am Schleusenrand eine Rettungsweste tragen. Das Boot mit Leinen halten, die an Bord belegt sind, um einen Poller und zurück an Bord laufen und deren loses Ende man in der Hand hält, nie festgemacht; beim Steigen und Fallen des Wassers fiert oder holt man sie nach, denn an einer belegten Leine kann das Boot hängen bleiben, wenn das Wasser fällt. Talwärts das Heck weit vor dem Drempel halten, bergauf den Bug von den Toren fernhalten. Das erste Schütz nur halb öffnen. Hat die Schleuse auch Umlaufschütze, Torschütze erst ziehen, wenn sie unter Wasser liegen; hat sie nur Torschütze, diese langsam und nach den örtlichen Anweisungen öffnen. Die Kurbel nie auf der Welle stecken lassen und nie einen Körperteil zwischen Boot und Wand bringen.

Sicherheit. Eine Schleuse ist tiefes, kaltes Wasser mit senkrechten Wänden und starker Strömung; wer hineinfällt, kann unter ein Tor gezogen oder vom Boot zerquetscht werden. Kinder immer beaufsichtigen und vom Rand und vom Schützgetriebe fernhalten. Ein schwenkender Balken oder eine zurückschlagende Kurbel kann Knochen brechen. Auch im Modell kann ein Kleinkind ertrinken: Es nie gefüllt unbeaufsichtigt lassen und nach Gebrauch leeren.

Geschichte und Entwicklung

Vor der Kammerschleuse gab es die Stauschleuse, eine Lücke in einem Wehr, mit Brettern verschlossen. Zog man sie heraus, trug ein Schwall die Schiffe flussab; bergauf mussten sie gegen die Strömung getreidelt werden. Das kostete viel Wasser und war für die Schiffer gefährlich.

Im Jahr 984 ließ Qiao Weiyue, ein Beamter für den Getreidetransport, am Kaiserkanal bei Huai’an in China zwei Tore in etwa 76 m Abstand setzen: die erste belegte Kammerschleuse.

In Europa ist 1373 eine Beckenschleuse in Vreeswijk in den Niederlanden belegt, 1396 eine echte Kammerschleuse in Damme bei Brügge. Die Schleuse San Marco in Mailand, 1497 fertig, erhielt Stemmtore, eine Bauart, die in Leonardo da Vincis Papieren gezeichnet ist und ihm oft zugeschrieben wird.

Eine Schleusentreppe: Jede Kammer öffnet sich direkt in die nächste.

Der Canal du Midi von Pierre-Paul Riquet, 1681 eröffnet, verbindet den Atlantik mit dem Mittelmeer über eine Scheitelhöhe von rund 190 m. Die Scheitelhaltung lebt von den Bächen der Montagne Noire, die Speisegräben sammeln und die Talsperre Saint-Ferréol speichert, damals die größte der Welt. In Fonserannes bei Béziers baute Riquet eine Treppe aus acht Kammern, die rund 21 m überwindet; seit dem Bau der Kanalbrücke über den Orb (1854–1858) durchfahren Schiffe nur noch sechs davon.

Wo Schleusen zu viel Wasser oder Zeit kosten würden, baute man später Schiffshebewerke, etwa das von Anderton in England (1875), das Boote in zwei sich ausgleichenden Eisentrögen rund 15 m hebt.