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Vorrichtung zum Füllen und Leeren von Schleusenkammern ohne Wasserverbrauch.
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gewicht der ausbalanzierten Flüssigkeiten gestört wird.
Fig. 1, 2 und 3 sind schematische Aufrisse der Hebevorrichtung nach theoretischen Gesichts punkten, während in Fig. 4,4 a, 5 und 6 eine Anwendung der Hebevorrichtung zur Betätigung einer Schleusentreppe dargestellt ist.
Die Hebevorrichtung besitzt nach Fig. 1 und 2 einen mit Wasser gefüllten Behälter B,
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und zwar so, dass die Hubhöhe gleich der Schwinunerhöhe ist. Der Wasserspiegel s des Behälters B liegt in halber Höhe der in Fig. 1 gleichhoch stehenden Schwimmer, wogegen nach Fig. 2 der Rand des tiefstehenden und der Boden des hochstehenden Schwimmers sich in gleicher Höhe des Wasserspiegels s im Behälter B befinden.
Jeder Schwimmer ist wagereeht in zwei gleich
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Höhenlage der zugehörigen Schwimmerkammern. wogegen nach Fig. 2 die Kammerunterkanten des hochstehenden Schwimmers mit den Oberkanten der zugehörigen ehleu8enkammern e und f und umgekehrt die Kammeroberkanten des tiefstehenden Schwimmers nüt den Unterkanten der zugehörigen Schleusenkammern c und d die gleiche Höhenlage haben. Die kommunizierenden Verbindungsrohre, welche je nach Anwendung der Hebevorrichtung Heberohre, Schlauchverbin-
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weil sie für die theoretische Erklärung der Hebevorrichtung ohne Belang sind. Die unteren Schwimmerkammern d' und f' sind noch mit je einem Luftrohr t versehen, durch welches die Luft beim Füllen und Leeren der Kammern aus-bzw. eintreten kann.
Die Hebevorrichtung befindet sich im Gleichgewicht, wenn bei gleichhoch stehenden
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entspricht alsdann ihrem Eigengewicht, weil zweimal die halbe Kammerfüllung je einesSchwimmers gleich der Wassermenge ist, welche durch den zur Hälfte eintauchenden Schwimmer verdrängt wird ; es wird also die Belastung des Schwimmers durch seinen Auftrieb aufgehoben. Dieses durch die Wasserfüllung so hergestellte Gleichgewicht besteht auch dann, wenn einer der Schwimmer (Fig. 2) bis zu seinem tiefsten Stand gesenkt, wobei gleichzeitig der andere Schwimmer
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zugehörige Schwimmer um eine ganze Masseinheit steigt ; dasselbe Massverhältnis ist auf der anderen Seite für das Fallen der beiden Wasserspiegel vorhanden.
Fällt nun aber das Wasser in den zwei übereinander liegenden, feststehenden Schleusenkammern um je eine halbe Mass- einheit, so muss das Wasser in den korrespondierenden zwei Schwimmerkammern um je eine halbe Masseinheit steigen. Die dadurch entstehende Belastung des Schwimmers um zwei halbe Einheiten entspricht der ganzen Einheit der Wasserverdrängung durch den Schwimmer. Es ist daher die Schwimmerbelastung gleich dem Schwimmerauftrieb und somit das Gleichgewicht in jeder Schwimmerstellung vorhanden. Dieses trifft allerdings nur theoretisch zu.
In Wirklichkeit ist wegen der Wandungsstärken der Schwimmer der Auftrieb etwas grösser als die Belastung des Schwimmers, und zwar ist diese Differenz am grössten bei dem vollständig eingetauchten und gefüllten Schwimmer, infolge dessen ist das Totalgewicht des tiefstehenden, gefüllten Schwimmers in Wirklichkeit geringer als dasjenige des hochstehenden, leeren Schwimmers.
Um diese Differenz je nach dem Stande des Schwimmers auszugleichen, ist folgende Anordnung getroffen : Das Rad M ? ist so gross, dass der halbe Umfang gleich der Hubhöhe ist. Am Radrandt ist ein Regulatorgewicht q angebracht, und zwar so, dass es bei gleich hoch stehenden Schwimmerr (Fig. 1) lotrecht über der Radachse steht. Das Gewicht belastet also hier keine Seite. Bei Drehung des Rades fällt das Gewicht nach der Seite des tiefgehenden Schwimmers und belastet diest Seite je nach der Grösse des Hebelarmes. Die Belastung ist am grössten, wenn, wie in Fig. 2, das Regulatorgewicht wagerecht zur Radachse steht.
Das Gleichgewicht wird gestört, wenn nach Fig. 1 der in allen Kammern gleichhohe Wasserspiegel auf einer Seite, wenn auch nur in einer Schleusenkammer verändert wird. Wird z. B. aus der Schleusenkammer e etwas Wasser entnommen, was gleichbedeutend ist mit einer Wasserentnahme aus der korrespondierenden Schwimmerkamme1'e', so verringert sich das Totalgewicht des Schwimmers A'und hat dessen Aufsteigen zur Folge. Hiedurch wird das Wasserquantum aus den Kammern e'und t'an die Schleusenkammern e und fabgegeben, und zwar solange, bis der Stand nach Fig. 2 erreicht ist.
Gleichzeitig fällt der Schwimmer A und das Wasser aus den Schleusenkammern c und d tritt vollständig in die Schwimmerkammern c'und (T über.
Wird nun das der Schleusenkammer e entnommene Betriebswasser dieser wieder zugeführt und eine gleiche Menge Betriebswasser der Schwimmerkammer c'entnommen, so fällt der Schwimmer, das Wasser aus den Schleusenkammmrn e und/aufnehmend, bis zu seinem tiefsten Stand, während der Schwimmer A bis zum höchsten Stand steigt und hiebei das Wasser aus seinen
Kammern c'und d'an die Schleusenkammern c und d abgibt.
Die Störung des Gleichgewichtes kann natürlich auch durch jeden anderen Kraftantrieb erfolgen, wodurch die Hebevorrichtung weder Wasser für die Kammeifüllungen, noch für den Antrieb verbraucht.
Die Fig. 3 zeigt die vorbeschriebene Hebevorrichtung in einer anderen Bauart. Von den vier feststehenden Schleusenkammern liegen nicht die Kammern c mit e und d mit f in gleicher
Höhe und auch liegt nicht die Kammer c unmittelbar über der Kammer d bzw. e über f, sondern alle vier Schleusenkammern liegen treppenförmig so übereinander, dass zwischen den Kammern c und d und den Kammern e und 1'ein Zwischenraum, gleich einer Kammerhöhe, besteht. Dieser
Zwischenraum ist auch bei den Schwimmer kammern vorhanden, und zwar zwischen c'und d', ohne anderen Zweck.
Dagegen ist unterhalb der Kammer d'und zwischen den Kammern e'und je eine Luftkammer von gleichem Inhalt und gleicher Höhe der Wasserkammer angeordnet.
Durch diese Anordnung entspricht wieder die jeweilige Wasserbelastung der Schwimmer dem jeweiligen Schwimmerauftrieb, wobei im übrigen der Behälter B in seiner Höhenlage zu der tiefstliegenden Kammer f gleich gelegen und ferner die Hubhöhe der Schwimmer dieselbe ist wie in Fig. 1 und 2.
Die Hebevorrichtung dient zum Senken und Heben der Schiffe in den feststehenden Schleusenkammern. Sofern in diesen Kammern bei Einbringen der Schiffe durch entsprechende Wasserverdrängung der festgelegte Wasserspiegel nicht geändert wird, erfolgt die Förderung der Schiffe auf einer oder auf uriuen Seiten der Hebevorrichtung zugleich, durch die vorbeschriebene Störung des Gleichgewichtes.
Die Höhendifferenz zwischen dem tiefsten Wasserstand der Schleusenkammern d und f und dem höchsten Wasserstand der Schleusenkammern c und e in Fig. l und 2 sowie zwischen dem tiefsten Wasserstand der Schleusenkammer J'und dem höchsten in der Schleusenkammer c in Fig. 3, stellt die Nutzhöhe der Hebevorrichtung dar. In Fig. 1 und 2 ist zweimal diese Nutzhöhe vorhanden, während in Fig. 3 die nur einmal vorhandene Nutzhöhe doppelt so gross ist, wie in Fig. 1 und 2, d. i. auch doppelt so gross wie die Hubhöhe der Schwimmer. Will man nun ein Schiff
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kammer f eingebrachte und dort gehobene Schiff in die Schleusenkammer c gebracht, um hier weiter gehoben zu werden.
Nach demselben Gesichtspunkt tat ein Zusammenhang der Schleusen- kammern d und e zu denken. Nach Fig. 3 ist ein zunächst in der Schleusenkammer c gesenktes Schiff zur weiteren Beförderung in die Schleusenkammer e zu bringen und nachdem diese Kammer sich durch Betätigung der Hebevorrichtung geleert und gleichzeitig die darunter liegende Schleusenkammer d gefüllt hat, wird das Schiff von e nach d gebracht usw., bis der tiefste Stand von f erreicht ist.
Die Verwendung der Hebevonichtung zum Füllen und Leeren der Kammern einer Zwillingsschleusentreppe ist in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. Fig. 5 zeigt die Schleusentreppe im Grundriss, Fig. 4 im Querschnitt nach Linie C-D, Fig. 6 im Längsschnitt nach Linie E-F, Fig. 4 a ist ein Längsschnitt der Verbindungsrohre z.
Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, sind zwei Schwimmerpaare angeordnet. Dies hat nur den Zweck, die Abmessungen der Schwimmerbehälter nicht unnötig gross machen zu müssen, denn an Stelle eines Sohwinunerpaares können beliebig viele Schwimmerpaare gewählt werden, nötig ist nur, dass der Inhalt sämmtlicher Schwimmerpaare dem Inhalt und der Höhe der beiden feststehenden Schleusenkammerpaare entspricht. Die vier Schleusenkammern stellen hier die vier feststehenden Kammern der Hebevorrichtung dar, und zwar so, dass die obere Schleusenkammer c der einen Treppe und die untere Schleusenkammer d der anderen Treppe mit den Schwimmern A korrespondieren, wogegen die obere Schleusenkammer e und die untere Schleusenkammer. f mit den Schwimmern A'korrespondieren (Fig. 4 und 5).
Durch die diagonale Lage der als Wagenbestandteile zusammengehörigen Kammern werden bei Betätigung der Hebevorrichtung die Wasserspiegel der zwei Schleusenkammern der einen Treppe auf gleiche Höhe gebracht, während bei der anderen Treppe die obere Schleusenkammer den Wasserspiegel der oberen Kanalhaltung und die untere Schleusenkammer den Wasserspiegel der unteren Kanalhaltung erreicht. Die Wasserzuleitungsrohre zu den unteren Schwimmerkammern (l'und 'sind Teleskoprohre im Zentrum der Schwimmer ; zwecks gleichmässiger Wasserzuführung in die oberen Schwimmer- kammern c'und e'sind axial je zwei Verbindungsrohre z, (Fig. 5 und 4 a), angeordnet. Diese sind, um ein Festklemmen der Schwimmer und Rohrbrüche zu vermeiden, mit einem Ventil-
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infolge des dieser Kammer entnommenen Betriebswassers.
Durch zeitweiliges Offnen des Ventiles F fliesst das fehlende Wasser aus der oberen Kanalhaltung in die Kammer e, so dass das Obertor
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desgleichen das Untertor der Kammer d zum Einfahren eines weiteren Schiffes in die Kammer d. Nach Schliessen der Tore werden die in den Kammern d und. f befindliohen Schiffe gehoben bzw. gesenkt, indem durch das Ventil Fg Betriebswasser aus der Kammer c abfliesst und infolge der hiedurch entstehenden Gleichgewichtsstörung die Kammern d und c sich füllen, während e und. f sich leeren.
Durch V 1 wird der Kammer c das ihr entnommene Betriebswasser wieder zugeführt, wonach das Ein-und Ausfahren der Schiffe von d nach e, von der oberen Kanalhaltung nach c und von f nach der unteren Kanalhaltung erfolgen kann.
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