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Bewegliches Heberwebr.
Bewegliche Wehrverschlüsse in Verbindung mit einem Heber sind bekannt. Bei derartigen Anordnungen wird auf den Verschlusskörper vor allem auf Walzen, aber auch auf Schützen ein Heber aufgebaut, in der Form, wie sie Heber auf festen Wehren aufweisen. Die Fig. 1 und 1 a zeigen eine derartige Ausführung bei einer Walze. Auf die Walze ist eine Kappe aufgesetzt und im unteren Teil ist unter Zuhilfenahme einer zweiten Wand die Heberausmündung ins Unterwasser gebildet. Dabei ist der Heberauslauf bis zu dem tiefer als die Wehrschwelle liegenden Tosbecken geführt, um auch bei fehlendem Unterwasser in Wirkung treten zu können. Bei dieser Anordnung bildet die Heberkappe keinen wesentlichen Bestandteil des Tragwerkes.
Derartigen Ausführungen haften folgende Mängel an. Die Heberkappe erfordert einen Baustoffaufwand, der im Vergleich zu dem des Verschlusskörpers als beträchtlich zu bezeichnen ist, ohne dass dieser Teil für die Tragfähigkeit hinlänglich ausgenutzt werden kann. Der untere, unter den Sohlenbalken hinausragende Teil des Heberauslaufes bedeutet-besonders bei Walzen, aber auch bei Schützen und segmentartigen Verschlüssen-eine strömungstechnisch sehr ungünstige Anordnung, da beim Anheben des Verschlusskörpers der durchschiessende Strahl gegen die Heberwandung anprallt und zu starken Schwingungen, bei Eisführung zu Beschädigungen des Verschlusses Anlass gibt.
Die nachteilige Wirkung wird dadurch noch mehr gesteigert, dass der Raum zwischen der inneren Heberwand, dem Stauschild und der unteren Tragkörperbegrenzung durch den durchschiessenden Strahl von der Aussenluft abgeschnitten wird und infolge seiner Grösse starken Sogwirkungen unterliegt, deren Folgen - Schwingungen und Vermehrung der Aufzugskraft-auch durch Belüftungsöffnungen in der unteren Begrenzungswand nicht völlig beseitigt werden können. Auch der Durchflussspalt A (Fig. 1 a), der sich beim Anheben zwischen Wehrschwelle und Sohlendichtungsbalken bildet, vermag nicht die seiner Grösse entsprechende Wassermenge abzuführen, da, wie aus Fig. 1 a ersichtlich, der tieferliegende Heberauslauf einen wesentlich. geringeren Spalt A w ergibt, der für den Abfluss massgebend wird.
Eine Verlegung des Heberauslaufes nach oben in ein besonderes vom Verschlusskörper getragenes Becken bewirkt wohl eine teilweise Beseitigung der vorerwähnten Mängel, hat aber eine unmittelbare und mittelbare Einbusse an Druckhöhe, letztere infolge der scharfen Umlenkung des austretenden Strahles. zur Folge.
Zweck des nachstehenden geschilderten Erfindungsgedankens ist, die vorerwähnten Mängel zu beseitigen und durch besondere Gestaltung den Heberverschluss auch für solche Verhältnisse zwischen Lichtweite und Stauhöhe anwendbar zu machen, die durch bekannte Verschlussarten unter denselben Bedingungen nicht zu erfüllen sind. Dies wird erfindungsgemäss folgendermassen erreicht. Der Tragkörper besteht aus einem äusseren und aus einem inneren Zylinder, die gleichzeitig die innere und äussere Begrenzung des Hebers bilden. Der Heber ist nur abschnittsweise angeordnet, so dass die zwischen den benachbarten Heberabsehnitten befindlichen, nicht durch die Heberöffnungen durchbrochenen Teile des äusseren Zylinders ein einheitliches Zusammenwirken auch des äusseren Tragzylinders in bezug auf Biegung und Scherbeanspruchung bewirken.
Das Stauschild ist an der Wandung des äusseren Zylinders angeschlossen und der Heberauslauf wird in dem Zwickel zwischen Stauschild und Tragkörper dicht am ersteren angeordnet und derart ausgebildet, dass die Ebene des Heberauslaufes im Querschnitt einen nach Unterwasser ansteigenden spitzen Winkel mit der Waagrechten bildet, wobei die unterste Kante des.
Heberauslaufes gleich hoch oder höher liegt als die Verschlusskörperunterkante. Schliesslich wird die Sohle an der Stelle, wo der Versehlusskörper aufsitzt, durch allmählichen Übergang um ein solches Mass tiefer als die Gerinnesohle gelegt, dass die Heberausmündung unter allen Umständen und,
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wo erforderlich, selbst bei fehlendem Unterwasser in das Tosbeckenwasser voll eintaucht, d. h. gegen Luftzutritt von der Unterwasserseite abgeschlossen ist. Durch diese Anordnung ist die Gefahr der Sogwirkungen sowie des Anprallens des durchschiessenden Strahles gegen den Heber beseitigt.
Mit der Tieferverlegung der Sohle an der Aufliegestelle des Verschlusskörpers ist jedoch ausser dem sicheren Eintauchen der Heberausmündung in das tiefste Unterwasser, d. h. der grösstmöglichen Ausnutzung des Hebergefälles bei Vermeidung der nachteiligen hydraulischen Wirkungen, auch der weitere Vorteil verbunden, dass durch die Vermehrung an Gesamthöhe auch für den eigentlichen Tragkörper an Bauhöhe in lotrechter Richtung und mittelbar auch in waagrechtem Sinne gewonnen wird und dass dadurch bedeutend grössere Stützweite bei gegebener Stauhöhe und geforderter Wasserabführung durch Überfall zu bewältigen sind, als mit irgendeiner ändern sich von Pfeiler zu Pfeiler frei tragenden Verschlussart.
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Mit der zweiwandigen Ausführung des Tragkörpers ist auch der weitere Vorteil verbunden, dass die im Bereich der grössten Biegungsbeanspruchung liegenden Teile des äusseren Tragzylinders aus einem Baustoff höherer Festigkeit ausgeführt werden können als die entsprechenden Teile des inneren Zylinders, wodurch entsprechend dem geradlinigen Verlauf der Biegespannungen im Trag- körperquerschnitt eine bessere Baustoffausnutzung erzielt werden kann.
Schliesslich ist es unter Wahrung derselben Erfindungsgrundsätze bei kleineren Verschlusskörpern zweckmässig, einen Teil der Aussenwandung fortzulassen, u. zw. unter Einbeziehung des Stauschildes in das Tragwerk, um dadurch schwer zugängliche Räume zu vermeiden.
In den Fig. 2 bis 5 sind einige beispielsweise Ausführungen der Erfindung dargestellt. Fig. 2 veranschaulicht einen Walzenverschluss von kreisrunder Querschnittsform. Der Tragkörper besteht aus dem inneren Zylinder Zi und aus dem äusseren Zylinder Za. Der äussere Zylinder Za ist oben durch den Hebereinlauf he und unten durch den Heberauslauf ha in seinem Umfange unterbrochen.
Die Unterbrechung ist jedoch nicht auf der ganzen Länge des Verschlusskörpers durchlaufend, sondern die einzelnen Heber sind nur abschnittsweise angeordnet, wogegen in den Abschnitten zwischen den Hebern auch der äussere Zylindermantel durch die Ergänzungsstücke to bzw. tu zu einem geschlossenen Zylinder vervollständigt wird (Fig. 2 a). Die Breite der Ergänzungsstücke to und tu richtet sich in den einzelnen Abschnitten nach der Grösse der zu übertragenden Querkraft.
Die beiden Zylinder Za und Zi sind gegeneinander durch die in angemessenen Abständen angeordneten doppelten Querrahmen Q (Fig. 2 a) abgesteift ; diese Querrahmen bilden gleichzeitig die seitliche Begrenzung der Ergänzungsstücke to und tu und somit der einzelnen Heberabschnitte. Die Querversteifung des Wehrkörpers ist noch durch eine Verstrebung innerhalb des inneren Zylinders Zi ergänzt. Der Heberauslauf ha ist in dem durch das Stauschild s und den äusseren Zylinder Za gebildeten Zwickel angeordnet ; die Ebene r des Heberauslaufes bildet mit der Waagrechten einen spitzen nach Unterwasser ansteigenden Winkel (0 < a < 90 ).
Der tiefste Punkt der inneren Heberwand liegt um ein Mass A b höher als die Unter-
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dass sich die versenkte Wehrschwelle in jeder Beziehung so verhält, als wenn der Verschlusskörper auf der nicht versenkten Wehrschwelle aufliegen würde, und insbesondere dass beim Anheben des Verschlusses sich unmittelbar ein Durchflussspalt bildet, der einen völlig ungestörten Durchfluss unter dem angehobenen Verschlusskörper zulässt. Das Mass A h ist in dem Ausführungsbeispiel unter der Voraussetzung gewählt worden, dass zeitweise gar kein Unterwasser vorhanden ist ; der Heberauslauf taucht infolgedessen in das tiefer als die Wehrschwelle angeordnete Tosbecken vollständig ein.
Bei einem stets vorhandenen gewissen Unterwasserstand kann das Mass A h geringer gewählt, d. h. die Wehrschwelle b kann höher angeordnet werden. Der Walzenverschluss ist an seinen Enden in bekannter Weise mit je einer Endscheibe E versehen, die von einem Wälz-und Zahnkranz X umsäumt ist. In den Pfeilernischen sind entsprechende Wälz-und Zahnstangen Y angeordnet. Das Anheben erfolgt durch das Hubmittel K.
Aus der Fig. 2 ergibt sich, dass der Durchmesser Da des äusseren Tragzylinders Za - ohne von der Form der üblichen Walze abweichen zu müssen-grösser als die Stauhöhe H gewählt werden konnte.
Bei einer in waagrechter Richtung erforderlichen noch grösseren Bauhöhe kann-wie in Fig. 3 dar- gestellt-ein Tragwerk mit ellipsenähnlichem Korbbogenquerschnitt Anwendung finden.
Fig. 4 zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf ein Schützenwehr. Der doppelwandige, im Querschnitt trapezähnliche Tragkörper besteht aus den beiden den Winkel y (0 < y < 180 )
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schenkel Fu und das Stauschild s gebildeten Zwickel dicht am Stauschild und über der Unterkante des Verschlusskörpers. In der Fig. 4 ist auch dargestellt, wie unter Ausnutzung des oberwasserseitigen Teiles des doppelwandigen Tragkörpers ein sogenannter Grundheber hg zwecks teilweiser Entleerung der Haltung angeordnet werden kann, der durch Schliessung eines im Heberscheitel befindlichen Ventils V betriebsfähig gemacht wird.
Ein solches Ventil kann anderseits auch dazu verwendet werden, um die andern Heber vor dem Anheben des Verschlusskörpers ausser Tätigkeit zu setzen, wobei die Betätigung durch das zum Anheben des Wehrverschlusses dienende Huborgan K derart erfolgt, dass das Ventil durch Anziehen des Hubmittels K, jedoch ohne Anheben des Verschlusses geöffnet und beim Nachlassen geschlossen wird. Die Hubkraft für den Verschlusskörper tritt erst in Wirkung, nachdem das Ventil V völlig geöffnet ist. Fig. 4 zeigt ferner, wie der Wehrsteg S unmittelbar auf den Verschlusskörper aufgesetzt werden kann. Die Abstützung des Verschlusses in den Nischen erfolgt in dem Ausführungsbeispiel mittels Laufrollen R auf den Schienen L. Bei einem Segmentverschluss würden an Stelle der Laufrollen die um die Gelenkpunkte schwenkbaren Tragarme treten.
Bei kleineren, insbesondere bei Walzenverschlusskörpern kann der Raum zwischen dem äusseren Zylinder Za, dem Stauschild s und dem Auslaufkrümmer ha (Fig. 2) klein und schlecht zugänglich ausfallen. In solchen Fällen kann gemäss Fig. 5 das in Fig. 2 mit P bezeichnete Stück des äusseren Zylinders Za weggelassen und durch das Stausehild s ersetzt werden. Dementsprechend fällt die untere Querkraftverbindung tu mit dem unteren Heberrand r zusammen. Sie ist in Fig. 5 durch eine gestrichelte Gerade angedeutet. Die Endseheibe E ist so gross gewählt, dass der Anschluss des ganzen Tragkörpers an dieselbe erfolgen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bewegliches Heberwehr, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper des Verschlusses aus einem inneren und aus einem äusseren Zylinder (Zi, Za) besteht und dass der innerhalb des Tragkörpers zwischen den beiden Zylinderwänden liegende Heberschlauch, in der Längsrichtung des Verschlusses gesehen, nur abschnittsweise angeordnet ist, um eine Verbindung (to, tu) der beiden durch den Hebereinlauf und Heberauslauf (he, ha) getrennten Teile des äusseren Zylinders zu ermöglichen und das einheitliche Zusammenwirken des ganzen Tragwerkes zu sichern.