Bewegliches 1-Ieberwehr. BeweglicheWehrverschlüsse inVerbindung mit einem Heber sind bekannt. Bei derarti gen Anordnungen wird auf den Verschluss- körper, vor allem auf Walzen, aber auch auf Schützen, ein Heber aufgebaut, in der Form, wie sie Heber auf festen Wehren aufweisen. Fig. 1 und 2 zeigen eine derartige Aasfüh rung bei einer Walze.
Auf die Walze f ist eine Kappe g aufgesetzt, und im untern Teil ist unter Zuhilfenahme einer Wand i die Heberausmündung Ua ins Unterwasser gebil det. Dabei ist die Heberausmündung bis zu dem tiefer als die Wehrschwelle a liegenden Becken 1c geführt, um auch bei fehlendem Unterwasser in Wirkung treten zu können. Bei dieser Anordnung bildet die Heberkappe g keinen die Tragfähigkeit der Walze f er höhenden Bestandteil.
Derartigen Ausführungen haften folgende Mängel an. Die Heberkappe g erfordert einen Baustoffaufwand, der im Vergleich zu dem des Verschlusskörpers f als beträchtlich zu bezeichnen ist, ohne dass dieser Teil<B>9</B> für die Tragfähigkeit hinlänglich ausgenützt werden kann.
Der untere, unter den Sohlenbalken D hinausragende Teil des Heberauslaufes Ua bedeutet - besonders bei Walzen, aber auch bei Schützen und segmentartigen Verchlüs- sen - eine strömungstechnisch sehr ungün stige Anordnung, da beim Anheben des Ver- schlusskörpers f der durchschiessende Strahl gegen:
,die Heberwandungen i und g anprallt. wie dies Fig. 2 andeutet, und zu starken Schwingungen, bei Eisführung zu Beschädi gungen Anlass gibt.
Die nachteilige Wirkung wird dadurch noch mehr gesteigert, dass der Raum zwischen der inneren Heberwand 1, dem Stauschild S und der untern Begrenzung der Walze f durch den durchschiessenden Strahl von der Aussenluft abgeschnitten wird und infolge seiner Grösse starken Saugwir kungen unterliegt,
deren Folgen - Schwin gungen und Vermehrung der nötigen Hub kraft - auch durch Belüftungsöffnungen in der untern Begrenzungswand nicht völlig be seitigt werden können.
Auch der Durchfluss- spalt ir (Fig. 3). der sich beim Anheben zwischen Wehrschwelle a und Sohlendich- tungsba.lken D bildet, vermag nicht die seiner Grösse entsprechende Wassermenge abzufüh ren, da, wie aus Fig. \? ersichtlich, der tiefer liegende Heberauslauf einen wesentlich ge ringeren Spalt J u, ergibt, der für den Ab fluss massgebend wird.
Einige weitere Bezugszeichen in den Fig. 1 und ? deuten Bauteile an, die mit den selben Bezeichnungen in den weiteren Figuren benannt und dort näher erläutert sind.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die vorerwähnten Mängel zu beseitigen durch besondere bauliche Gestaltung des Heber verschlusses. Es soll eine möglichst restlose Ausnutzung des Baustoffes erzielt werden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht. da.ss das Tragwerk des Verschlusskörpers zwei tiber die ganze Wehröffnung durchgehende Heberwandungen ohne Zuhilfenahme eines sich über die ganze Verschlussöffnung er streckenden Tragkörpers aufweist, wobei die beiden Enden der innern Heberwandung zu einem geschlossenen Hohlzylinder zusammen gefügt sind.
Die Innenwandung des Hebers reicht vorteilhaft auf der Hebereinlaufseite bis zur Wehrschwelle -Lind ist zweckmässig mit dem andern Ende der Innenwandung am Heberauslauf zusammengeschlossen.
Damit die zwei über die ganze Wehrlänge durchgehenden, jedoch voneinander getrenn ten Heberwände ein einheitliches Tragwerk in bezug auf Biegungs- und Querkrafts- beanspruchung bilden, sind vorteilhaft meh rere durch doppelte Querwände voneinander getrennte Heber nebeneinander auf die Wehr länge verteilt.
Die Querkräfte werden zweck- i fissi n' dadurch aufgenommen, dass die doppel ten Querwände und die dazwischen liegenden Teile der innern und äussern Heberwandung durch Einfügung von Querverbindungen zu steifen. allseits geschlossenen, kastenfiirmigen C;ebilden gemacht werden.
Diese Gebilde verhindern bei Durchbiegungen des Ver- schlusskörpers vermöge ihrer Torsionssteifig- keit eine gegenseitige Verschiebung der bei den Heberwandungen. Die einleitend angeführten Mängel der bekannten Anordnungen in hydraulischer Be ziehung werden zweckmässig durch folgende Einrichtungen beseitigt und der Wirkungs grad bezw. die Fördermenge der Heber ge steigert.
Der Heberauslauf wird vorteilhaft im Schutze des Stauschildes bezw. der ober- wasserseitigen Innenwandung des Hebers an geordnet. Die untere Begrenzungsebene des Heberauslaufes bildet vorteilhaft einen nach dem U nterwasser ansteigenden spitzen 'in- kel mit der Waagrechten, und die unterste Kante des Auslaufes liegt zweckmässig gleich hoch oder höher als die Verschlusskörper- unterkante. Ausserdem wird vorteilhaft die Wehrschwelle an der Stelle,
wo der Ver- schlusskörper aufsitzt, durch allmählichen Vbergang um ein solches Mass tiefer als die übrige Gerinnesohle gelegt, dass die Heber ausmündung unter allen Umständen und wo erforderlich selbst frei fehlendem tinterwaisse,r in ein so gebildetes Wasserbecken voll ein taucht, das heisst gegen Luftzutritt von der Unterwasserseite abgeschlossen ist.
Bei einer wie oben beschriebenen Aus- fiihrungsform kann das Anprallen des durch schiessenden Strahles gegen den Heber be seitigt werden. Mit der zweckmässig vorge nommenen Tieferlegung der Sohle an der Aufliegestelle des Verschlusskörpers kann ausser dem sicheren Eintauchen der Heber ausmündung in Wasser der weitere Vorteil verbunden werden, dass durch die Vermeh rung an Gesamthöhe des Verschlusskö rpers bedeutend grössere Stützweiten bei gegebener Stauhöhe bewältigt werden können,
als Init irgendeiner andern Verschlussart.
Die Fördermenge des Hebers kann durch Ausnutzung der lebendigen Kraft des aus dem Heber in das Wasserbecken strömenden Wassers, die bei den bekannten Anordnungen für die Heberergiebigkeit ohne Einfluss bleibt, gesteigert werden.
Vorteilhaft wird dies in folgender Weise erreicht: Das oben erwähnte Wasserbecken wird derart an geordnet und gestaltet, dass der oberwasser- seitige Teil seines Bodens einen in bezug auf Richtung und Krümmung stetigen und nahezu unmittelbaren Übergang zu der Innen wandung des Auslaufkrümmers bildet, wäh rend der anschliessende unterwasserseitige Teil der Beckensohle durch seine Form die stetige und allmähliche Umleitung des Aus flussstrahles bis zur Gerinnesohle bewirkt.
Dadurch, dass durch diese zweckmässige Form gebung die Bewegungsenergie des Ausfluss- strahles, besonders im oberwasserseitigen Teil des Beckens, fast ungeschmälert erhalten bleibt, und dass das Unterwasser von der Austrittsstelle des Auslaufkrümmers ver drängt wird, vollzieht sieh der Ausfluss aus dem Krümmer unter einem höheren Druck gefälle als es ,der Spiegeldifferenz zwischen Oberwasser und Unterwasser entspricht, und infolgedessen mit entsprechend gesteigerter Geschwindigkeit,
so dass bei einer solchen Ausführung des Wasserbeckens der Heber um das Mass der Geschwindigkeitssteigerung mehr Wasser fördert als ein Heber gleicher Abmessungen, aber ohne die vorbeschriebene Beckenausbildung. Diese geschwindigkeits vermehrende Wirkung kann noch wesentlich gesteigert werden, wenn die Wehrschwelle und dadurch der Heberauslaufkrümmer ge genüber der normalen Gerinnesohle versenkt ist, da dadurch das durch die Tieferlegung der Wehrschwelle entstandene zusätzliche Gefälle mit ausgenutzt werden kann.
In den Fig. 3 bis 8 sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung dargestellt. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine Heberwalze, und zwar ist die Fig. 3 ein Querschnitt, Fig. 4 eine Vorderansicht von der Oberwasserseite her und Fig. 5 eine perspektivische Einzelansicht des vorerwähn ten kastenförmigen Gebildes, das aus zwei seitlichen Begrenzungswänden des Hebers und der innern und äussern Wand des Trag körpers gebildet wird.
Der Tragkörper ist gebildet aus dem $-förmigen geformten Heber mit der äussern Wandung W., und der innern Wandung Wi. Die letztere ist als Stau wand S bis zur Wehrschwelle b ver- längert, und die Wand Wi bildet einen geschlossenen röhrenförmigen Körper. Das kurze Stück V - trägt ,den Sohlenbalken D.
Zwischen den beiden Wandungen W3, und Wi sind in angemessenen Abständen, wie dies Fig. 4 erkennen lässt, die die seitlichen Begrenzungen der Heber bildenden 'Quer wände Q eingefügt, wobei diese auf der Ein laufseite schneidenartig zusammengeführt sind, um ein möglichst verlustloses Einströ men in die Heber zu bewirken, siehe Fig. 3a.
Zwischen den doppelten Querwänden Q sind Querverbindungen q, bis q8 vorgesehen, wobei die erste hiervon, q1, unmittelbar am Hebereinlauf angeordnet ist, während die letzte q8, den untern Abschluss des Kastens bildet. Diese beiden Verbindungen q,
und q$ sind für die erstrebte Wirkung von beson derer Bedeutung, da sie die Torsionssteifig- keit des ganzen Kastens herbeiführen, wäh rend die Verbindung q2 bis q7 nur lokale Kräfte aufnehmen und durch die sie um schliessenden Kastenwände am Kippen unter dem Einfluss der Scherkräfte verhindert sind.
Schnitt B -B in der Fig. 3b stellt eine solche Querverbindung q mit den Anschlüssen an die Nastenwände in der Ansicht @dar.
In der Fig. 5 ist noch, zur Erläuterung der Bauart, der torsionssteife Kasten im Verein mit den Querverbindungen perspek tivisch dargestellt.
Der Heberauslauf U,, (Fug. 3) ist im Schutze des Stauschildes S dicht an diesem angeordnet, und zwar derart, dass der tiefste Punkt der innern Wandung am Heberauslauf um ein Mass d b höher als die Unterkante des Sohlenbalkens D liegt, während die Ebene n des Heberauslaufes mit der Waag rechten einen spitzen, nach dem LTnterwasser zu ansteigenden Winkel a bildet.
Der Sohlen balken<I>D</I> sitzt auf der Wehrschwelle<I>b</I> auf, die gegenüber der Fluss- oder Kanalsohle a um das Mass ih tiefer gelegt ist. Den Über- gang von der Flusssohle a zu der Wehr schwelle b bildet eine sanft abfallende Ge rade oder Kurve c, derart, dass sich die ver senkte Wehrschwelle so verhält, als wenn der Verschlusskörper auf der normalen Sohle aufliegen würde, insbesondere, dass beim An beben des Verschlusses sich ein ungestörter Durchfluss unter dem angehobenen Verschluss- körper einstellt.
Das Mass .Jh ist nach der Fig. 3 so gewählt worden, dass falls gar kein U nterwasser vorhanden ist, der Heberauslauf gleichwohl in das tiefer als die Wehrschwelle <I>b</I> angeordnete Becken<I>k</I> vollständig eintaucht.
Die beiden Wandungen W" und Wi sind an die Endscheiben E angeschlossen. Diese Endscheiben sind in bekannter Weise mit dem Zahn- und Rollkranz Z versehen, denen in den Pfeilernischen die Rollbahnen und Zahnstangen T entsprechen. Der Verschluss wird durch das Hubmittel K bewegt.
Fig. 6 zeigt die Formung des Hebers als Tragkörper für eine Heberwalze grosser Stütz weite, wobei entsprechend dem grösseren er forderlichen Trägheitsmoment der nach einem breitgezogenen<B>$</B> geformte Heber in waag rechter Richtung eine noch grössere Ausdeh nung aufweist. In dieser Fig. 6 ist auch die beispielsweise Ausbildung des Beckens k ent sprechend der obererwähnten Ausbildung dargestellt und die Wirkungsweise durch Einzeichnung des Wasserstrahles erläutert.
Man ersieht aus dieser Figur, wie die obere Begrenzung des Strahles bezw. der eventuell darüber liegenden Deckwalze ein in dem Sinne der Fliessrichtung negatives Gefälle aufweist, was der Rückbildung von Bewe gungsenergie in Energie der Lage entspricht.
Die Unterkante der Innenwandung 1Vi des Auslaufkrümmers ist möglichst nahe an die Wehrschwelle gerückt und die Krümmerwan- dung findet eine stetige und fast unmittel bare Fortsetzung im anschliessenden Teil des Beckenbodens, der in diesem Bereich hier mit dem gleichen Krümmungshalbmesser r wie der Auslaufkrümmer selbst ausgebildet ist. Im weiteren Verlauf des allmählich anstei- !#enden Beckenbodens ist den Erfordernissen für eine stetige Strahlführung Rechnung -etragen.
Fig. 7 und 8 zeigen die Gestaltung des zum Tragkörper ausgebildeten Hebers bei einem Schützenwehr. Das Tragwerk besteht auch hier aus den beiden Heberwänden Wa und 11'i. wobei die beiden Enden der innern Heberwandung 11'e durch Vermittlung des Längsträgers T' zu einem geschlossenen Hohl zylinder zusammengefügt sind.
Im Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 8 ist zwecks eines möglichst verlustlosen Einströmens der He bereinlauf bis zur Wehrschwelle ausgeweitet. Auch in diesem Beispiel ist die erwähnte Ausbildung des Beckens dargestellt, dessen oberwasserseitiger Teil auch hier denselben Krümmungsradius r wie die anschliessende Innenwandung des Auslaufkrümmers auf weist. Schliesslich zeigt Fig. 7 wie der Wehr steg G unmittelbar auf den Verschlusskö rper aufgesetzt und abgestützt ist.
Die beiden Heberwandungen sind an den Tragwerks enden an die Endrahmen E angeschlossen, die ihrerseits die Auflagerkräfte an die Laufrollen R und an die Laufschienen L ab geben.
Movable 1-Ieberwehr. Movable weir bolts in connection with a lifter are known. In such arrangements, a jack is built on the closure body, primarily on rollers, but also on gates, in the form that jacks have on fixed weirs. Fig. 1 and 2 show such Aasfüh tion in a roller.
A cap g is placed on the roller f, and in the lower part, with the aid of a wall i, the siphon outlet Ua into the underwater is gebil det. The mouth of the siphon is led to the basin 1c, which is lower than the weir threshold a, in order to be able to take effect even when there is no underwater. In this arrangement, the lifter cap g does not form a component that increases the load-bearing capacity of the roller f.
Such designs are liable to the following defects. The siphon cap g requires a construction material outlay which can be described as considerable compared to that of the closure body f, without this part 9 being able to be used sufficiently for the load-bearing capacity.
The lower part of the siphon outlet Ua protruding under the sole bar D means - especially in the case of rollers, but also in the case of gates and segment-like closures - an arrangement that is very unfavorable in terms of flow, since when the closure body f is raised the jet penetrating against:
that impacts the lifter walls i and g. as Fig. 2 indicates, and too strong vibrations, conditions with ice to damage causes.
The disadvantageous effect is increased even more by the fact that the space between the inner lifter wall 1, the damming shield S and the lower boundary of the roller f is cut off from the outside air by the penetrating jet and, due to its size, is subject to strong suction effects,
the consequences of which - vibrations and increase in the necessary lifting force - cannot be completely eliminated even through ventilation openings in the lower boundary wall.
Also the flow gap ir (Fig. 3). which forms between weir sill a and sole sealing bar D when it is raised, cannot carry away the amount of water corresponding to its size, since, as shown in FIG. It can be seen that the lower siphon outlet results in a significantly smaller gap J u, which is decisive for the outflow.
Some further reference numbers in FIGS. 1 and? indicate components that are named with the same designations in the other figures and are explained in more detail there.
The purpose of the present invention is to eliminate the aforementioned deficiencies through a special structural design of the lifter lock. The most complete possible utilization of the building material should be achieved. This is achieved according to the invention. da.ss the supporting structure of the closure body has two siphon walls extending over the entire weir opening without the aid of a supporting body extending over the entire closure opening, the two ends of the inner siphon wall being joined together to form a closed hollow cylinder.
The inner wall of the lifter extends advantageously on the lifter inlet side as far as the weir threshold - Lind is expediently connected to the other end of the inner wall at the lifter outlet.
So that the two siphon walls that go through the entire length of the weir, but are separated from each other, form a uniform structure with regard to bending and shear forces, several jacks separated by double transverse walls are advantageously distributed next to each other over the length of the weir.
The transverse forces are expediently absorbed by stiffening the double transverse walls and the parts of the inner and outer jack wall lying between them by inserting cross connections. box-solid formations that are closed on all sides.
Due to their torsional rigidity, these structures prevent mutual displacement of the lifter walls when the closure body is bent. The introductory shortcomings of the known arrangements in hydraulic loading are expediently eliminated by the following facilities and the degree of efficiency BEZW. the delivery rate of the jack increased.
The siphon spout is advantageous BEZW in the protection of the dam. the upstream inner wall of the siphon. The lower delimiting plane of the siphon outlet advantageously forms an acute angle with the horizontal that rises towards the underwater, and the lowest edge of the outlet is expediently the same height or higher than the lower edge of the closure body. In addition, the weir threshold is advantageous at the point
where the closure body rests, by a gradual transition it is placed so much deeper than the rest of the channel bottom that the mouth of the siphon is fully immersed in a water basin formed in this way, that is, against the ingress of air, under all circumstances and where necessary even if there is no tinterwaisse is completed from the underwater side.
In the case of an embodiment as described above, the impact of the shooting jet against the lifter can be eliminated. With the expedient lowering of the sole at the point of contact of the closure body, in addition to the safe immersion of the siphon mouth in water, the further advantage can be combined that by increasing the total height of the closure body, significantly larger spans can be managed for a given storage height.
than init of any other type of closure.
The delivery rate of the lifter can be increased by utilizing the living force of the water flowing from the lifter into the water basin, which in the known arrangements has no influence on the lifter productivity.
This is advantageously achieved in the following way: The above-mentioned water basin is arranged and designed in such a way that the upstream part of its bottom forms a steady and almost immediate transition in terms of direction and curvature to the inner wall of the outlet elbow, during the The subsequent underwater part of the bottom of the basin causes the steady and gradual redirection of the outflow jet to the bottom of the channel due to its shape.
Due to the fact that the kinetic energy of the outflow jet, especially in the upstream part of the basin, is retained almost undiminished by this appropriate shape, and that the underwater is displaced from the outlet point of the outlet elbow, the outflow from the elbow takes place under a higher one Pressure drop than corresponds to the level difference between the upper water and lower water, and consequently with a correspondingly increased speed,
so that with such a design of the water basin the lifter conveys more water by the amount of the increase in speed than a lifter of the same dimensions, but without the above-described pool design. This speed-increasing effect can be significantly increased if the weir sill and thus the siphon spout is sunk in relation to the normal channel bottom, as this means that the additional gradient created by the lowering of the weir sill can be used.
3 to 8 some Ausfüh approximately examples of the subject matter of the invention are shown. 3, 4 and 5 show the application of the inventive concept to a vibratory roller, namely Fig. 3 is a cross section, Fig. 4 is a front view from the upper water side and Fig. 5 is a perspective view of the aforementioned box-shaped structure, the is formed from two lateral boundary walls of the lifter and the inner and outer wall of the support body.
The support body is formed from the $ -shaped shaped lifter with the outer wall W. and the inner wall Wi. The latter is extended as a retaining wall S to the weir threshold b, and the wall Wi forms a closed tubular body. The short piece V - carries, the sole beam D.
Between the two walls W3, and Wi are at appropriate intervals, as Fig. 4 shows, the side boundaries of the lifter forming 'transverse walls Q inserted, these being brought together like a cutting edge on the run-in side, in order to minimize loss to effect in the jack, see Fig. 3a.
Between the double transverse walls Q, cross connections q 1 to q 8 are provided, the first of which, q 1, is arranged directly at the siphon inlet, while the last q 8 forms the bottom end of the box. These two connections q,
and q $ are of particular importance for the desired effect, as they bring about the torsional rigidity of the entire box, while the connection q2 to q7 only absorb local forces and prevent the box walls from tipping under the influence of the shear forces are.
Section B -B in Fig. 3b shows such a cross connection q with the connections to the socket walls in the view @dar.
In Fig. 5 is still, to explain the design, the torsionally rigid box in conjunction with the cross connections perspectively shown tivisch.
The siphon outlet U ,, (Fug. 3) is arranged in the protection of the stagnation shield S close to this, in such a way that the lowest point of the inner wall at the siphon outlet is a measure db higher than the lower edge of the sole bar D, while the plane n of the siphon outlet forms an acute angle a with the horizontal that increases towards the underwater.
The sole bar <I> D </I> sits on the weir threshold <I> b </I>, which is set lower by the amount ih opposite the river or canal bottom a. The transition from the river bed a to the weir sill b is formed by a gently sloping straight line or curve c, such that the lowered weir sill behaves as if the closure body were to rest on the normal bed, in particular when an If the closure shakes, an undisturbed flow is established under the raised closure body.
The dimension .Jh has been selected according to FIG. 3 so that if there is no underwater at all, the siphon outlet will nonetheless enter the basin <I> k </I> which is located lower than the weir threshold <I> b </I> completely immersed.
The two walls W ″ and Wi are connected to the end disks E. These end disks are provided in a known manner with the toothed and roller ring Z, to which the roller tracks and toothed racks T correspond in the pillar niches. The closure is moved by the lifting means K.
Fig. 6 shows the shaping of the lifter as a support body for a lifter roller of large support width, corresponding to the greater he required moment of inertia of the lifter shaped according to a broad <B> $ </B> in the horizontal direction has an even greater expansion. In this Fig. 6, the example of the formation of the basin k is shown accordingly to the above-mentioned training and the mode of action is explained by drawing the water jet.
You can see from this figure how the upper limit of the beam BEZW. the possibly overlying cover roller has a negative gradient in the sense of the flow direction, which corresponds to the regression of movement energy into energy of the position.
The lower edge of the inner wall 1Vi of the outlet elbow is moved as close as possible to the weir threshold and the elbow wall finds a steady and almost immediate continuation in the adjoining part of the pool floor, which in this area has the same radius of curvature r as the outlet elbow itself. In the further course of the gradually rising pelvic floor, the requirements for steady beam guidance are taken into account.
FIGS. 7 and 8 show the design of the jack designed as a support body in a rifle weir. Here, too, the supporting structure consists of the two jack walls Wa and 11'i. the two ends of the inner lifter wall 11'e being joined together to form a closed hollow cylinder through the intermediary of the longitudinal member T '.
In the Ausfüh approximately example of FIG. 8, the He overflow is expanded to the weir threshold for the purpose of a possible lossless inflow. In this example, too, the aforementioned formation of the basin is shown, the upstream part of which here also has the same radius of curvature r as the adjoining inner wall of the outlet bend. Finally, FIG. 7 shows how the weir web G is placed and supported directly on the closure body.
The two lifter walls are connected to the ends of the supporting structure at the end frames E, which in turn give the bearing forces to the rollers R and to the rails L from.