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Doppelsegmentverschluss für Schleusen und Wehre
Für Schleusen und Wehre sind einteilige, versenkbare Segmentverschlüsse vorgeschlagen worden, deren Drehlager sowohl unterwasserseitig als auch oberwasserseitig des Verschlusskörpers angeordnet sein können. Bei versenkbaren Segmentverschlüssen mit auf der Oberwasserseite gelegenen Drehachse ist auch vorgeschlagen worden, am unteren Rande des Verschlusskörpers in angemessenen Abständen Laufrollen an- zuordnen, mittels deren eine Abstützung des Verschlusses entlang der Sohle erfolgt. Auch muschelartige, in der Längsrichtung zylindrische Ausnehmungen in der Stauwand von Segmentverschlüssen sind bekannt, zum Zwecke über diese die Füllung und Entleerung von Schleusenkammern zu bewerkstelligen.
Bei grösseren Stauhöhen können sich bei den oben angeführten Anordnungen Schwierigkeiten dadurch ergeben, dass einerseits die Wehrgrube für die Unterbringung des in der Sohle zu versenkenden Staukörpers zu gross bzw. zu tief ausfällt und dadurch eine Versandung Vorschub leistet und dass anderseits das bei Füll- bzw. Entleerungsvorgang das aus den Schleusenkammern ausströmende bzw. in diese einströmende
Wasser, durch die im unmittelbaren Bereich der Sohle liegenden Durchflussöffnungen mit zu grosser Ge- schwindigkeit ein-bzw. ausströmt, so dass besondere und zuweilen auch sehr umfangreiche Massnahmen erforderlich sind, um die lebendige Kraft des Durchflussstrahles zu brechen und dadurch eine Beeinträchti- gung der in den Schleusenkammern liegenden Schiffe zu vermeiden.
Zweck der nachstehend geschilderten Erfindung ist, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass an Stelle von einem, zwei segmentartige Stauverschlüsse angeordnet werden, u. zw. derart, dass die Drehachse des einen in dieser Verschlüsse auf der Oberwasserseite desselben liegt, während die Drehachse des andern Segmentverschlusses auf seiner Unterwasserseite angeordnet ist. Ausserdem wird gegenseitige Lage der beiden Verschlusskörper bzw. der zugehörigen Drehachsen derart gewählt, dass die kreiszylindrischen Stauwände sich längs einer Erzeugenden berühren bzw. nahezu berühren.
Ein oder auch beide segmentartigen Verschlüsse werden ausserdem in voneinander getrennten Wehrgruben versenkbar angeordnet und schliesslich wird im oberen der beiden Segmentkörper, insbesondere im unteren Bereich seiner kreiszylindrischen Stauwand, eine im Querschnitt muldenförmige, mehr oder minder über die ganze Verschlusskörperlänge sich erstreckende zylindrische Ausnehmung vorgesehen, die beim Absenken des oberen Verschlusskörpers einenDurchflussspalt zwischen den beiden Verschlusskörpern freigibt, wodurch das Wasser aus bzw. in die Schleusenkammern gelangen kann. Durch die letztgenannte Anordnung ist die Strömungsrichtung des Strahles praktisch senkrecht zur Wehrsohle gerichtet, wobei dieser Strahl, bevor er die Sohle erreicht, bereits einen gewissen Weg durch das Unterwasser zurücklegen muss.
Erfindungsgemäss ist in der Sohle im Bereich, wo der Durchflussstrahl diese trifft, eine im Querschnitt ebenfalls muldenförmige-über die ganze Wehröffnung sich erstreckende-zylindrische Wirbelkammer vorgesehen, in welcher die Löschung der lebendigen Kraft des Strahles erfolgt und dadurch bei der Anwendung auf Schleusen eine Beeinträchtigung der benachbarten Schiffe vermieden wird.
In den Fig. l, 2,3 und 4 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Querschnitt dargestellt.
Insbesondere zeigt Fig. l einen Querschnitt durch die beiden Verschlusskörper - in Schliessstellung - und ausserdem durch die Wehrsohle für den Fall, dass beide Verschlusskörper angeordnet sind und ferner, dass im unteren Bereich des oberen, unterwasserseitigen Verschlusskörpers die erwähnte muldenförmige Ausnehmung vorgesehen und zwischen den beiden Wehrgruben die muldenförmige Wirbelkammer eingeschaltet ist. Fig. 2, die ebenfalls die Verschlüsse im Querschnitt veranschaulicht, zeigt den oberen Verschlusskörper soweit abgesenkt, dass durch die muldenförmige Ausnehmung ein Durchflussstrahl zwischen den beiden Verschlusskörpern durchströmt, in der Richtung zur Wirbelkammer. In Fig. 3 sind die beiden Ver-
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schlusskörper in Verbindung mit der seitlichen Stütz-und Antriebsscheibe dargestellt.
Schliesslich zeigt Fig. 4 einen Querschnitt durch die Antriebsscheibe und durch das Schleusenhaupt.
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senförmige Gestalt auf, wobei die kreiszylindrische Stauwand 1 ihre konkave Seite dem Oberwasser zu- wendet. Die zweite, ihre konvexe Seite nach Oberwasser zukehrende, zylindrische Tragwand ist mit 2 bezeichnet. Sie bildet zusammen mit der Stauwand 1 einen geschlossenen, zylindrischen Hohlkörper, der teilweise oder in seiner ganzen Ausdehnung als Schwimmkörper ausgebildet sein kann, um durch den sich ergebenden Auftrieb dem Eigengewicht entgegenzuwirken und den Arbeitsaufwand beimhäufigen Bewegen des Verschlusskörpers herabzusetzen. Die Drehlager 3 des unteren, oberwasserseitigen Verschlusskörpers sind-wie bereits angegeben-auf der Oberwasserseite angeordnet, so dass die beiden Stützarme 4 und 5 unter der Wirkung des Wasserdruckes, auf Zug beansprucht sind.
Der obere-zweite-segmentartige Verschlusskörper ist analog dem unteren ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass im unteren Bereich seine kreiszylindrische Stauwand 6 eine ebenfalls zylindrische, im Querschnitt muldenförmige Einbuchtung 7 aufweist und dass die Drehlager 8 mit den Stützarmen 9 und
10 auf der Unterwasserseite angeordnet sind. Die unterwasserseitige, kreiszylindrische Tragwand des im
Querschnitt linsenförmigen Hohlkörpers ist mit 11 bezeichnet.
Wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, berühren sich die beiden, annähernd gleich grossen Kreise
12 und 13, deren Bestandteil die beidenZylinderschalen 1 und 6 bilden, nahezu, so dass in der Staulänge, längs der Berührungslinie, die in der Fig. l als Punkt 14 erscheint, ein dichter Schluss der beiden Ver- schlusskörper gegenüber dem Oberwasser hergestellt werden kann. Gegenüber dem Sohlenmauerwerk findet eine analoge Berührung längs einer Geraden - in Fig. l Pkt. 15 statt, in welcher in der Sohle eine Dich- tungsleiste einzusetzen sein wird.
Wird der obere Verschlusskörper - wie in Fig. 2 dargestellt-um ein gewisses Mass abgesenkt, u. zw. nur soweit, dass noch kein Überfall über seine Oberkante 16 entsteht, so bildet sich zwischen den beiden
Verschlusskörpern ein Durchflussspalt, durch den das Wasser aus der Schleusenkammer abgeführt oder in diese hineingeleitet werden kann. Dieser Zustand wird so lange belassen, bis die Kammer annähernd gefüllt bzw. entleert ist, worauf der obere Verschlusskörper weiter abgesenkt wird. Handelt es sich um das Obertor einer Schleuse, so wird es genügen, nur den oberen Verschlusskörper soweit zu senken, bis seine Oberkante 16 auf gleicher Höhe wie die Oberkante 18 des unteren Verschlusskörpers liegt, worauf die Schiffe aus der Kammer ausfahren bzw. aus dieser in die obere Haltung einfahren können. Der untere Verschlusskörper bleibt dabei unbewegt.
Bei der Verwendung dieser Verschlussart für das Kammer-Untertor, müssen beide Verschlusskörper - wie in den Fig. 1 und 2 strichliert gezeichnet-weiter abgelassen und soweit abgesenkt werden, bis sie in die in der Sohle ausgesparrten Wehrgruben 19 bzw. 20 gelangen. Die beiden Wehrgruben sind derart geformt, dass sich ihr Boden der kreisförmigen Bewegung bzw. der kreiszylindrischen Gestalt der beiden Stauwände 1 und 6 anpasst. Zwischen den beiden Wehrgruben 19 und 20 ist die Wirbelkammer 21 angeordnet.
Sie ist im Querschnitt derart geformt, dass sie aus einem ebenen oder leicht gekrümmten zylindrischen Boden 22 und aus den beiden seitlichen, wesentlich stärker gekrümmten hohlzylindrischen Seitenwänden 23 und 24 besteht, so dass der darin von oben gelangende Wasserstrahl sich in einen oder mehrere umwaagrechte Achsen drehende Wirbel verwandelt, in denen die Löschung der überschüssigen, lebendigen Kraft des Strahles vor sich geht.
Aus der Anordnung einer muldenförmigen, über die ganze Länge des Verschlusskörpers oder über einen Teil derselben, verlaufenden Aussparrung, ergibt sich bei dem Gegenstand der Erfindung der besondere Vorteil, dass nicht nur der Abwasserabfluss aus der Kammer bzw. der Zufluss in die Kammer eingeleitet und zum grossen Teil durchgeführt wird, ohne dass ein Überfallsstrahl die in der Kammer befindlichen Schiffe beeinträchtigt, sondern auch der zusätzliche Vorteil, dass dieser Durchflussstrahl senkrecht zur Sohle geleitet und dass ihm dadurch auch der Grossteil seiner lebendigen Kraft entzogen wird und dadurch die Schiffe in der Kammer nicht beeinträchtigt werden.
Wenn die Schleusenkammern auch zur Abführung des Hochwassers mitbenützt werden und während eines solchen Hochwassers sich die Wirbelkammer mit Geschiebe gefüllt haben sollte, so ist es leicht möglich, diese Geschiebeansammlungen aus der Wirbelkammer dadurch zu beseitigen, dass man die beiden Segmentverschlüsse soweit aufrichtet, dass der Durchflussstrahl die Wirbelkammer trifft und seine Wirkung dadurch erhöht, dass man in den Seitenwänden 25 der Wirbelkammer die Ausmündungen 26 und 27 von mit dem Oberwasser verbundenen Spülkanälen anordnet.
Erfindungsgemäss sind sowohl die Längsdichtung zwischen den beiden Segmentverschlüssen als auch die Sohlendichtung des unteren Segmentverschlusses Anschlagdichtungen, wodurch die besterreichbaren Dichtungsverhältnisse verwirklicht werden können. Diese vorteilhafte Anordnung wird dadurch erreicht,
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dass am oberen Rande des unteren, oberwasserseitigen Segmentverschlusses eine vorspringende Leiste 28 (Fig. 2)-etwa aus Metall - befestigt ist, gegen die sich eine am unteren Rande des unterwasserseitigen, oberen Segmentverschlusses befestigte Dichtungsleiste 29 - etwa aus Gummi - von unten in der Staustellung anpresst. Der dichte Schluss löst sich beim Bewegen des oberen, unterwasserseitigen Segments nach unten-entgegengesetzt dem Drehsinn des Uhrzeigers in Fig. 2-bei stillstehendem unteren, oberwasserseitigen Segmentkörper.
Die Sohlenlängsdichtung zwischen dem oberwasserseitigen, unteren Segmentverschluss und dem Sohlenmauerwerk wird analog hergestellt, indem die im unteren Bereich des oberwasserseitigen Segmentverschlusses an seiner Stauwand 6 angebrachte Dichtungsleiste 30 - etwa aus Gummisich gegen die an der vorspringenden Nase am oberen Rande der oberwasserseitigen Wehrgrube 19 angebrachte feste Dichtungsleiste 31 - etwa aus Metall-anpresst. Das Lösen der Dichtung erfolgt durch Absenken des unteren Segmentkörpers, d. h. durch Bewegen im Drehsinne des Uhrzeigers in Fig. 2. Das Hochdrehen der beiden Segmentverschlüsse in die höchste Lage erfolgt somit über die Tiefstlage hinaus durch Drehungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen.
Dadurch kann die Instandhaltung : Erneuerung des Anstriches, Ausführung von Reparaturen usw. im Trockenen, ohne Zuhilfenahme von Dammbalken, erfolgen.
Wie in der Fig. 2 veranschaulicht, kann der oberwasserseitige, untere Segmentverschluss, dessen Dreh- lager auf der Oberwasserseite liegen, für den Fall, dass es sich um grosse Stauhöhen handelt, wie bereits vorgeschlagen, mittels in geeigneten Abständen im Bereich des unteren Verschlussrandes angeordneten
Laufrollen 32 gegen im Sohlenmauerwerk eingelassene Laufschienen 3 abgestützt werden, wodurch der Ver- schlusskörper im Querschnitt schlanker gehalten werden kann und gleichzeitig die Drehlager entlastet werden.
Die beiden Segmentkörper sind mit in angemessenen Abständen angeordneten Querrahmen 34 bzw. 35 ausgesteift, in denen Mannlöcher 36 bzw. 37, um die Zugänglichkeit zu wahren, angeordnet sind.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Anordnung-zweites Ausführungsbeispiel-unterscheidet sich insofern von derjenigen in den Fig. l und 2, als an Stelle der Abstützarme 4,5 bzw. 10,9, mittels derer der von den Verschlusskörpern aufgenommene Wasserdruck auf die Drehzapfen 3 bzw. 8 und auf das Pfeilermauerwerk übertragen wird, hier durch zwei plattenförmige Kreisscheiben 38 bzw. 39 ersetzt sind, die den Wasserdruck in die Drehlager übertragen und gleichzeitig zur Befestigung der kreisförmigen Triebstockzahnzangen 40 bzw. 41 dienen.
Am äusserenRande der beiden Kreisscheiben ist ausserdem auf deren ganzen Umfang je eine kreisförmig gebogene, zentrisch zur Drehachse angeordnete Dichtung 42,43 angebracht, die sich gegen das Schleusenhauptmauerwerk bzw. Pfeilermauerwerk anpresst und dadurch das Eindringen des Wassers von aussen in den von den Scheiben abgeschirmten Raum unterbindet. Wie aus der Schnittzeichnung Fig. 4 zu entnehmen ist, besteht die Triebstockzahnstange aus den kreiszylindrischen Wänden 44,45 bzw. 46, 47 und aus der Kreisringscheibe 48 bzw. 49, so dass mit dem entsprechenden Kreisringstreifen der grossen Abstützscheiben 38 bzw. 39 ein kreisringförmiger, geschlossener Kasten entsteht.
Von den beiden Abstützscheiben 38 und 39 erfährt die oberwasserseitige 38, da deren Drehzapfen 3 auf der Oberwasserseite des Verschlusskörpers liegt, bei der Übertragung der Auflagerkräfte Zugspannun- gen in radialer Richtung, so dass hier von vornherein die Eignung des plattenförmigen Elements für die Kraftübertragung geeignet erscheint.
Bei der unterwasserseitigen, zum oberen Segmentverschluss gehörigen Abstützscheibe 39, sind die Auflagerkräfte ganz wesentlich kleiner als beim unteren Verschlusskörper, so dass bereits, mit Rücksicht darauf, die Übertragung der sich ergebenden radialen Druckkräfte erleichtert wird. Zudem ist die Scheibe durch die kastenförmige Triebstockzahnstange gegen seitliches Ausweichen gesichert. Erforderlichenfalls können radiale Aussteifungen auf der Innenseite der Abstützscheibe im Bereich der grössten Beanspruchung angeordnet werden.
Wie aus der Schnittzeichnung Fig. 4 weiterhin ersichtlich, treibt das Antriebsritzel 51 bzw. 53 hier auf der Innenseite in die Triebstockverzahnung ein, wobei auf der RitzeLchwelle 57 bzw. 58 jenseits der Stopfbüchse 50 bzw. 59 das erste grosse Vorgelegerad 52 bzw. 54, das sich in einer, unterhalb der Schleusenplattform liegenden Kammer befindet, befestigt ist. Die weiteren Räder des Antriebswindwerkes sind nicht weiter dargestellt.
Der Vorteil der Anordnung gegenüber den bekannten, stabförmigen Stützarmen, besteht darin, dass die Lichtweite der Schleusenkammer durch die flachen Abstützscheiben nicht eingeengt wird, und dass diese biegsamen Scheiben, die aus der Durchbiegung des Verschlusskörpers sich ergebende Neigung der Verschlusskörperenden in sich aufnehmen und ausgleichen, so dass die Drehlager von den Verformungen der Verschlusskörper unbeeinflusst bleiben, ohne dass hiefür besondere Vorrichtungen wie Gelenke u. dgl. angeordnet werden müssen.
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Diese Anordnung der biegsamen Kreisscheiben bietet im vorliegenden Falle den besonderen Vorteil, dass die Durchflussöffnung durch die bekannten Stützarme von entsprechender Breite, nicht eingeengt wird und ausserdem, dass sich auch keine Fremdkörper zwischen dem Abstützmittel und den Pfeilerwänden einklemmen und dadurch unter Umständen die weitere Bewegung des Verschlusskörpers behindern können.
Diese Gefahr besteht ausserdem auch bei jedem andern Segmentverschluss von der bekannten Bauart und die hier vorgesehene Anordnung kann infolgedessen mit Vorteil auch bei allen andern Segmentverschlüs- sen, insbesondere solchen mit dem Drehlager in Oberwasser, Anwendung finden.
Fig.3 sind für die Spülung der Wirbelkammer neben den Seitenkanäle 26 noch Längskanäle 60 vorgesehen. Ausserdem sind in den Fig. 3 und 4 die Drehlager 3 und 8 mit abnehmbaren Deckeln 55 bzw.
56 gegen das Aussenwasser abgeschlossen.
PATENTANSPRÜCHE
1. Doppelsegmentverschluss für Schleusen und Wehre, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelverschluss aus zwei Segmentkörpern besteht, deren einer die Drehachse (3) auf seiner Oberwasserseite und der andere seine Drehachse (8) auf der Unterwasserseite aufweist und die gegenseitige Lage der beiden Verschlusskörper eine derartige ist, dass die kreiszylindrischen, einander zugekehrten Verschlusswände (l, 6) in annähernd halber Stauhöhe den geringsten gegenseitigen Abstand haben bzw. sich berühren.