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Selbsttätige Stauklappe Die Erfindung bezieht sich auf Klappenwehre,
bei denen das von dem Wasserdruck auf die Klappe ausgeübte Drehmoment durch ein
Gegengewicht aufgenommen wird.
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Es sind sowohl Obergewichts- als auch Untergewichtsstauklappen bekannt,
bei denen den niederlegenden Kräften (Wasserd.ruck und Eigengewicht der Klappe)
ein Gegengewicht entgegenwirkt, das bei den Obergewichtsstauklappen oberhalb und
bei den Untergewichtsstauklappen unterhalb der Stauklappe liegt. Dabei ist das Gegengewicht
jeweils durch Seile oder Ketten aufgehängt. Damit die Wirkung des Gegengewichtes
auf die Klappe entsprechend den bei den verschiedenen Klappenneigungen verschiedenen
Lastdrehmomenten veränderlich ist, greift dabei das Gegengewicht an einem Waagebalken
an oder bewegt sich auf einer Kurve. Diese Anordnungen der Gegengewichte haben aber
den Nachteil, daß sie nicht die Möglichkeit bieten, eine einmal festgelegte Stauhöhe
genau zu halten. Der Stauspiegel muß bei diesen Stauklappen erst um ein größeres
Maß steigen, bevor die Abwärtsbewegung der Klappe einsetzt. Unter dem Druck des
gestiegenen Stauspiegels nimmt dann aber die Klappe gleich eine solche Schräglage
ein, daß sie durch die Wasserauflast sofort vollständig niedergelegt wird. Diese
Stauklappen können sich ferner infolge der in der niedergelegten Stellung großen
Wasserauflast erst dann wieder aufrichten, wenn der «'asserstand bereits um ein
beträchtliches 11aß unter den angestrebten Wasserspiegel abgesunken ist.
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Auch bei einer bekannten Anordnung, bei der eine auf einer lotrechten
oder gekrümmten Laufbahn bewegte Klappenstütze durch ein Gegengewicht gehalten und
gegen eine Laufbahn gedrückt wird, sind die vorerwähnten Nachteile vorhanden. Bei
dieser bekannten Anordnung des Gegengewichtes als Tauchgewicht in einem Schacht
soll erreicht werden, daß die Klappe durch Veränderung der Gegengewichtswirkung
durch den Auftrieb des in dem Schacht befindlichen Wassers bei überschreitung der
gewünschten Stauhöhe sofort schnell und vollständig niedergelegt wird. Dabei besteht
jedoch der Nachteil, daß die auf die niedergelegte Stauklappe wirkende Wasserauflast
erst nach einem beträchtlichen Absinken des Stauspiegels so gering wird, daß sich
die Klappe wieder in die Staustellung aufrichten kann. Untergewichtsklappen, bei
denen das gesamte Gegengewicht in einer mit Wasser zu füllenden Kammer angeordnet
ist, haben außerdem den Nachteil, daß die Kammer das ganze Gegengewicht aufnehmen
muß, wodurch sehr große und sehr teure Unterbauten erforderlich sind.
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Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wird nach der Erfindung
das Gegengewicht in zwei im gleichen Sinne wirkende Teile unterteilt, von denen
der eine Teil frei schwebend oder auf einer kurvenförmigen Bahn geführt ist, während
der andere Teil als Tauchgewicht ausgebildet ist und die Klappenbewegung in Abhängigkeit
vom Oberwasserstand selbsttätig steuert. Die Drehmomente aus dem Wasserdruck auf
die Klappe und aus dem Eigengewicht der Klappe werden durch das frei schwebend oder
auf der Kurvenbahn geführte Gegengewicht teilweise, insbesondere zum größeren Teil
ausgeglichen, während das als Tauchgewicht ausgebildete zweite Gegengewicht den
restlichen Teil der auf die Klappe wirkenden Drehmomente aus dem Wasserdruck und
dem Eigengewicht der Klappe ausgleicht.
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Das Tauchgewicht wird zweckmäßig in einem unterhalb der Stauklappe
in dem Wehrunterbau angeordneten Schacht untergebracht, der durch eine Überlaufleitung
mit dem - Oberwasser verbunden ist und der am unteren Ende nach dem Unterwasser
zu einen Ablauf hat. Das Tauchgewicht selbst sowie das frei schwebende Gegengewicht
können jedes für sich aus einem Stück bestehen und sich über die ganze Länge oder
einen Teil der Länge des Wehrverschlusses erstrecken, oder sie können aus mehreren
kurzen Teilen bestehen, insbesondere kann an jedem Ende der Klappe ein Gegengewicht
angeordnet sein, wobei sich diese Endgegengewichte in Schächten bzw. Nischen der
Wehrpfeiler auf und ab bewegen.
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Macht man die Überlaufleitung in ihrer Höhe verstellbar, so wird dadurch
erreicht, daß die Höhe des einzuhaltenden Oberwasserstandes je nach den Erfordernissen
verändert werden kann.
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In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, durch Anordnung von Schiebern
in der Zulauf- und Ablaufleitung den Zufluß und Abfluß zu regulieren, wodurch erreicht
werden kann, daß die Zeit, in der die Klappenbewegung bei einer Änderung des Oberwasserstandes
vor
sich geht, verändert werden kann. In einfachen Fällen kann es genügen, den Querschnitt
der Zulaufleitung größer zu machen als den Querschnitt der Ablaufleitung, wodurch
die Kosten für die Schieber gespart werden. Für den Fall, daß man z. B. bei Instandsetzungsarbeiten
das Wehr auf der Oberseite trockenlegen will, wird man in der -Nähe der Sohle des
Oberwassers einen besonderen Einlauf in die Zulaufleitung anordnen, einen sogenannten
Grundlauf, der bei normalem Betrieb durch eine Absperrvorrichtung geschlossen ist.
Die Einlauföffnung dieses Grundlaufes wird vorzugsweise tiefer als der Klappendrehpunkt
angeordnet, damit auch dieser Klappendrehpunkt trockengelegt werden kann.
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Häufig kann es zweckmäßig sein, beide Gegengewichte oder auch nur
eines derselben unter Zwischenschaltung einer Übersetzung mit der Stauklappe zu
verbinden. Man kann dadurch erreichen, daß man entweder ein kleines Gegengewicht
und einen großen Weg dieses Gegengewichtes bekommt oder ein großes Gegengewicht
und einen kleinen Weg.
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Die Führung des Gegengewichtes auf der kurvenförmigen Bahn in Verbindung
mit dem Tauchgewicht erlaubt es besonders vorteilhaft die Klappe zu bewegen.
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Das Tauchgewicht wird man üblicherweise als einen massiven Körper
ausbilden, um den Querschnitt des Schachtes möglichst gering halten zu können. Die
Wirkung dieses Tauchgewichtes tritt dann dadurch ein, daß sich das Gewicht je nach
der Eintauchtiefe in das eingeströmte Wasser verändert.
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In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, statt eines massiven Gewichtes
einen Hohlkörper, vorzugsweise einen Schwimmer, anzuordnen.
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Man kann die Bewegung der Klappe noch dadurch begünstigen, daß man
an der Klappe, insbesondere auf ihrer Unterwasserseite, einen wasserdichten Kasten
anbringt, der durch einen oberhalb des zu haltenden Oberwasserstandes liegenden
Wassereinlauf gefüllt und durch einen auf der Unterwasserseite liegenden Wasserablauf
wieder entleert werden kann. Steigt nun das Oberwasser bis über den vorerwähnten
Wassereinlauf, so dringt Wasser in den Kasten ein, der damit schwerer wird und die
Klappe nach unten drückt. Damit bei der Abwärtsbewegung der Klappe das Wasser nicht
in beliebiger Menge weiter in den Kasten einströmt, wird der Wassereinlauf zweckmäßig
als Rohr ausgebildet, das in einem derartigen Winkel zur Stauwand liegt, daß sich
die Einlauföffnung über die Oberkante des überströmenden Wassers heraushebt, wenn
sich die Klappe um ein gewisses Maß umgelegt hat.
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In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Auslauföffnung des
Kastens etwas kleiner zu wählen als die Einlauföffnung, damit sich erst eine gewisse
Menge Wasser in dem Kasten ansammelt, ehe es wieder herausläuft. Häufig wird es
aber auch genügen, wenn die Auslauföffnung dieselbe Größe hat wie die Einlauföffnung,
da eine gewisse Zeit verstreicht, ehe das Wasser von der Einlauföffnung zur Auslauföffnung
gedrungen ist, zumal wenn noch gewisse Einbauten im Kasten vorhanden sind. Da in
vielen Fällen die Klappe sowieso einen torsionssteifen Kasten besitzt, um sie z.
B. nur einseitig anheben zu können, kann man diesen Torsionskasten gleichzeitig
als Wasserkasten benutzen.
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Manchmal kann es zweckmäßig sein, den Wassereinlauf starr im Pfeiler
anzuordnen und von diesem Wassereinlauf bis zum Wasserkasten einen genügend langen
Schlauch oder ein Gelenkrohr zu führen. Man kann auch von dem starren Einlauf im
Pfeiler einen Kanal oder ein starres Rohr bis unterhalb des Klappendrehpunktes anordnen
und von dort aus einen Schlauch oder ein Gelenkrohr bis zum wasserdichten Kasten
führen.
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In den Zeichnungen ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Querschnitt dargestellt; Fig. 2 zeigt eine Variante für die Wasserzuführung in
den wasserdichten Kasten. Es bedeutet 1 Stauklappe, 1' Stauklappe in niedergelegter
Stellung, 1 a wasserdichter Kasten, 1 b Wassereinlauf für den wasserdichten Kasten,
1 c Auslauf des Kastens, 1 d Wassereinlauf im Pfeiler, 1 e unbewegliches Rohr im
Pfeiler, 1 f Schlauch oder Gelenkrohr, das an 1 e beweglich anschließt, 2 frei schwebender
oder auf einer kurvenförmigen Bahn geführter Teil des Gegengewichtes, 2a Aufhängung
des Teiles 2 des Gegengewichtes, 2 b Umlenkrolle, 3 Tauchgewicht.
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3 a Aufhängung des Tauchgewichtes, 3 b Umlenkrolle mit Übersetzung,
4 Schacht für Tauchgewicht, 5 Fließrichtung des Oberwassers, 6 Überlaufleitung,
6a Schieber. 6 b Belüftung, 6 c Einlauföffnung der Überlaufleitung, 7 Ablauf, 7a
Schieber, 8 Grundlauf.
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8 a Absperrvorrichtung.