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Wasserbauverschlussanordnung
Die Erfindung betrifft eine Wasserbauverschlussanordnung mit mindestens einem ein-oder mehrteiligen Stauverschluss, dessen Dichtungslinie in Schliessstellung seitlich den Stauraum gegen ein festes Bauwerk begrenzt, wobeisie z. B. in Schliessstellung bis oder nahezu an das unterwasserseitige Ende des festen seitlichen Bauwerkes, wie eines Wehrpfeilers, herangeführt ist.
Bei derartigen bekannten Anordnungen von Wasserbauverschlüssen ist jedoch in einer Offenstellung des Verschlusses ein seitliches Abfliessen des Wassers über den beweglichen Verschluss, z. B. eine Stauklappe, nicht möglich.
Demgegenüber unterscheidet sich die erfindungsgemässe Anordnung dadurch, dass mindestens ein Teil des Stauverschlusses, oder der gesamte Stauverschluss, in einer Offenstellung das Ende der Dichtfläche in Strömungsrichtung überragt, um einen seitlichen Wasserabfluss ins Unterwasser frei zu geben.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist als Stauverschluss vorteilhafterweise ein Wehrkörper an sich bekannter Konstruktion, vorzugsweise ein Segment- oder Sektorwehr mit aufgesetzter Stauklappe vorgesehen.
Durch diese Massnahmen wird die Energievernichtung des Strahles verbessert, indem das vorhandene Volumen des Tosbeckens besser ausgenutzt wird. Ferner werden der sich seitlich vom Stauverschluss befindende Pfeiler des festen Bauwerkes und damit die vom Staudruck herrührenden Kräfte bedeutend verkleinert, da die Dichtfunktion zwischen Stauklappe in der Offenstellung und der Dichtfläche am Pfeiler bewusst ausgeschaltet ist. Auf diese Weise kann an Betonkubatur gespart und die Beheizung zur Vermeidung der Vereisung der Gleitflächen zwischen Stauverschluss und Pfeiler auf eine kleinere Fläche konzentriert werden. Durch die Verkleinerung dieser Gleitflächen wird ausserdem die Reibungsarbeit bei der Bewegung des Stauverschlusses verringert und damit die Hubwerksleistung beträchtlich verkleinert.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig. 1 - 3 beschrie- ben. Es zeigen Fig. 1 die Anordnung in der Schliess- und Fig. 2 in verschiedenen Offenstellungen und Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Grundriss einer Anlage mit mehreren Staukörper nebeneinander.
In Fig. l wird der Stauraum 1 eines Wasserlaufes unterwasserseitig durch einen Wehrkörper 2 mit aufgesetzter Stauklappe 3 begrenzt. Die Stauklappe wird von einem Servomotor 4, der im Strahlschatten des Überlaufwassers angeordnet und mit dem Wehrkörper 2 verbunden ist, bewegt.
Der zweiteilige Stauverschluss, bestehend aus dem Wehrkörper 2 und der Stauklappe 3, wird von einem im Pfeiler 9 des festen Bauwerkes untergebrachten Hubwerk 5, z. B. über Seile 6, oder direkt betätigt. Als Wehrkörper dient hier beispielsweise ein Segmentwehr 7, das um den Drehpunkt 8 innerhalb des Stauraumes 1 schwenkbar ist. Die Höhe der Stauklappe 3 und des Wehrkörpers 2 sind annähernd gleich.
Wie aus der in Fig. 1 gezeigten Schliessstellung des Verschlusses hervorgeht, verläuft dabei die Dichtungslinie des Verschlusses seitlich gegen den Pfeiler nahe an dessen unterwasserseitigem Ende 10.
In der Offenstellung, die in Fig. 2 mit vollen Linien dargestellt ist, wurde die Stauklappe 3 nach rechts umgelegt ; der Grossteil ihrer Länge überragt dabei das Pfeilerende 10.
Aus dem Grundriss der Fig. 3 der Wehranlage, bestehend aus Pfeilern 9 und Wehrkörpern mit Stau-
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klappen 2 wird erkenntlich, dass in dieser Offenstellung des Verschlusses das gestaute Wasser auch über die seitliche Begrenzung der Stauklappe fliessen kann.
Das dabei in der Pfeilrichtung 11 strömende Wasser vernichtet einen Teil seiner Strömungsenergie durch die Vereinigung mit den in Gegenpfeilrichtung 12 strömenden Teilen des Überlaufwassers. Der Anteil des seitlich abströmenden Wassers von der gesamten Überlaufmenge kann durch geeignete Ausbildung der Stauklappe, insbesondere durch eine Krümmung der Stauklappenoberkante in deren Mitte oder durch eine sphärische Ausbildung von deren Stauwand erhöht werden. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung des seitlichen Abströmen ist durch die Anordnung der bekannten Strahlteiler, die auch für die Strahlbelüftung dienen, gegeben.
Durch das seitliche Abströmen des Überlaufwasserswird auch die Abflussmenge des Überlaufes erhöht.
Ebenso wird durch die Wasserlast der Klappe die Dichtung des Wehrkörpers an der Schwelle 13 verstärkt.
In Fig. 2 ist schliesslich auch noch mit strichlierten Linien die Stellung des Verschlusses für völlige Freigabe der Durchflussöffnung eingetragen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung liegt in der leichten Zugänglichkeit der Dichtungen, der Servomotore zur Betätigung der Stauklappe und der Betätigungselemente für die Bewegung des Wehrkörpers, die alle im Strömungsschatten liegen, ferner in der Selbstreinigung der Dichtflächen durch die Scherenwirkung, die zwischen der Stauklappe und der Pfeilerdichtflache beim Hochstellen der Klappe auftritt. Dass durch die Erfindung das verbaute Betonvolumen verringert wird, lässt sich aus Fig. 2 entneh- men, in der strichpunktiert das unterwasserseitige Ende 14 einer üblichen Pfeilerkonstruktioneingetra- gen ist.
In üblicher Weise ist vor dem Verschluss 2, 3 eine Dammbalkennische 15 zur Aufnahme eines Notverschlusses vorgesehen.
An dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind im Rahmen der Erfindung Abänderungen möglich. So kann z. B. zur Erhöhung des Wasserüberlaufes die Überlaufkante 16 des Wehrkörpers 2 strömungtechnisch günstig ausgeführt sein. Es versteht sich, dass nicht nur ein Segmentwehr mit aufgesetzter Stauklappe gemäss der Erfindung ausgebildet werden kann, sondern dass diese auch für andere ein-oder mehrteilige Verschlussorgane im Wasserbau anwendbar ist (z. B. Stauklappe allein).
PATENTANSPRÜCHE
1. Wasserbauverschlussanordnung mitmindestenseinem ein- oder mehrteiligen Stauverschluss, dessen
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denStauraumbegrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestenseinTeil(3)desStauverschlusses, oderder gesamte Stauverschluss, in einer Offenstellung das Ende (10) der Dichtfläche in Strömungsrichtung überragt, um einen seitlichen Wasserabfluss (11, 12) ins Unterwasser frei zu geben.
2. AnotdnungnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, daSaIsStauverschluBeinWehr- körper an sich bekannter Konstruktion, vorzugsweise ein Segment- oder Sektorwehr (2) mit aufgesetzter Stauklappe (3) vorgesehen ist.