DE1816403A1

DE1816403A1 - Schiffshebewerk mit einem Stauschild

Info

Publication number: DE1816403A1
Application number: DE19681816403
Authority: DE
Inventors: Robert Baschant; Alfred Haeusler; Gerhart Scholler
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1968-12-21
Filing date: 1968-12-21
Publication date: 1970-07-09
Also published as: FR2026778A1; US3686871A

Description

Schiffshebewerk_jnit einem Stauschild

Es ist eine Schiffsschleuse mit geneigter Sohle von der unteren zur oberen Haltung bekannt, bei der das verschiebbare Tor aus einer Walze besteht, die auf der Schleusensohle gleichmäßig auf ihrer ganzen Breite aufliegt und abrollt. Die Walze ist aus Stahlblech .mit glattem Außenmantel hergestellt und innen versteift. Vor jeder Stirnfläche der Walze ist ein Gleitstück angeordnet, das gegen die Walze mit einer Ledermanschette abgedichtet ist. Andererseits ist jedes Gleitstück durch Lederstreifen an seiner Stirnseite und an seiner Unterseite gegen Wand und Sohle der Schleuse abgedichtet. Das Gleitstück ruht mittels Tragrollen auf der Sohle und wird von einem auf dem Ufer verfahrbaren Laufwagen geschoben. In einen Schlitz des Gleitstücke s ragt.... der Stirnzapfen der Walze hinein, der ein Kettenrad trägt, durch welches die Walze angetrieben wird. Der Antrieb erfolgt von einem Laufwagen, der auf der einen Uferseite auf Schienen verfährt und in bekannter Weise gegen Abheben gesichert ist. Der Antrieb ist als Zahnstangenantrieb ausgebildet, wobei die Zähne horizontal verlaufen. Um ein Ecken der Walze während des Abrollens zu vermeiden, kann auch am anderen Ufer ein gleichartig ausgeführter Laufwagen angeordnet sein. Zum Abdichten der rollenden Walze kann auch eine kleinere Hilfswalze vorgesehen sein, die vor der Hauptwalze angeordnet ist und auf der Sohle abläuft.

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Die Schleusenrinne ist weiterhin an ihrem unteren Ende beim Übergang in den anschließenden Kanal mit einer Vertiefung versehen, in die die Walze hineinrollen kann, damit die Schiffe über die Walze hinweg aus der Schleuse hinaus- bzw.,in die Schleuse hineinfahren können.

Die Ausbildung des Schleusentors in Form einer Walze bereitet Schwierigkeiten, insbesondere bei größeren Wasserhöhen an der Stirnseite des Wasserkeils. Desweiteren erfordert die bekannte Anlage eine die Walze in ihrer Endlage aufnehmende Vertiefung. Auch die Ausbildung dec Antriebes der Walze in der Nähe der unteren Endstellung bereitet Schwierigkeiten (DRP 24-6 605).

Es ist weiterhin ein Hebewerk für Schiffe mit Forderung der Schiffe auf einer geneigten Ebene und im Nassen durch einen von einer Schubvorrichtung mit an dieser höhenbeweglich gelagertem Stauverschluß bewegbaren Wasserkeil bekannt. Die Schubvorrichtung ist dabei als einziger die Rinne überbrückender, portalartiger Wagen ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Schubvorrichtung und dem Schubglied des Stauverschlusses ist mit einem Kugelgelenk ausgerüstet, das am freien Endes des Schubgliedes angeordnet ist. Die Kugelgelenkverbindung soll eine dichte Anlage des Stauverschlusses an den Wandungen der Schleusenrinne auch dann aufrechterhalten, wenn die Schubvorrichtung durch irgendwelche Umstände etwas aus ihrer Normallage verschoben wird. Der Stauverschluß besteht aus einem senkrechten Schild, der den Wasserkeil abschließt, und der an seinem hinteren !Peil in einen Stützarm übergeht. Der Stauverschluß stützt sich an dem Boden der Schleusenrinne mit Hilfe von Rädern ab. Außerdem wird der Stauverschluß durch horizontal an ihm gelagerte Räder gegen die Seitenwandungen der Schleusenrinne abgestützt. Die Räder sind auf der trockenen Rückseite des Stauverschlusses angeordnet. Auf der vorderen nassen Seite des Stauverschlusses sind Abdichtungen zwischen diesem und den Wänden bzw. der Schleusenrinne vorgesehen.

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Der Stauverschluß wird in seiner unteren Endlage, bei der der Wasserspiegel des Wasserkeils mit dem Wasserspiegel des unteren anschließenden Kanals übereinstimmt, mit Hilfe einer in der Schubvorrichtung angeordneten Hubvorrichtung so hochgehoben, daß die Schiffe unter dem hochgehobenen Stauverschluß hindurch aus der Schleuse heraus- bzw. in diese hineinfahren können. Nachteilig ist, daß praktisch das gesamte Gewicht des Stauverschlusses durch Bäder auf die Sohle der Rinne übertragen werden muß, und daß weiterhin neben den Rädern noch Abdichtmittel vorhanden sein müssen. Die Abdichtmittel schleifen entlang der Sohle bzw. den Seitenwandungen und unterliegen einem hohen Verschleiß. (DBP 1 223 316).

Die Erfindung erstrebt eine Vereinfachung und eine gewichtsmäßig leichtere Ausbildung der beweglichen Teile der vorbeschriebenen Schiffshebewerke. Desweiteren erstrebt die Erfindung eine Erhöhung der möglichen Geschwindigkeit, mit der der Stauschild bewegt werden kann, und eine Herabsetzung des Verschleisses.

Die Erfindung betrifft ein Schiffshebewerk mit einem Stauschild, der in einer Rinne mit geneigter Sohle einen-das Schiff tragenden Wasserkeil abschließt. Die Erfindung besteht darin, daß die zum Wasserkeil gerichtete Stirnfläche de& Schildes derart schräg geneigt ist, daß ihre obere Stirnkante in Richtung des Wasserkeils vor der unteren Stirnkante liegt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung hat zunächst den Vorteil, daß ein Teil des Gewichtes des Stauschildes infolge seiner geneigten Stirnfläche durch den Wasserdruck kompensiert wird, so daß der Schild mit geringerer Kraft der Sohle der Rinne aufliegt. Damit wird die Führung des Stauschildes und seine Abdichtung gegenüber der Sohle vereinfacht. Bei dieser Ausbildung wird die Abstützung des Schildes auf der Sohle

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BAD ORKJJNAi

und seine Abdichtung praktisch durch ein einziges Bauteil erzielt.

Um den Verschleiß weiter herabzusetzen und die Abdichtung einfach zu gestalten, kann der Stauschild durch eine zugleich als Abdichtung des ßtauschildes gegen die Sohle ausgebildete Tragwalze auf der Sohle abgestützt werden. Dadurch wird auch die Arbeitsgeschwindigkeit der Schleuse erhöht.

Gemäß einer weiteren Ausbildung kann der Stauschild durch zwei Stützarme gehalten werden, von denen jeder in der Nähe der Rinnenseitenwand auf der Rückseite des Stauschildes angreift. Dabei können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Stützarme in der Nähe ihres Angriffs am Stauschild um eine senkrechte oder eine etwa senkrechte Achse am Stäuschild gelagert sein.

Um das Gelenkviereck, durch das der Stauschild an der. Schubvorrichtung befestigt ist, zu stabilisieren, können It. einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Stützarme auch an ihrem hinteren Ende in senkrechten oder etwa in senkrechten Achsen an der Schubvorrichtung gelagert werden, so daß der Angriffspunkt für die Schubvorrichtung - für den Stauschild an der Schubvorrichtung in Aufsicht und in Bergrichtung gesehen - vor dem Angriffspunkt der Hubvorrichtung am"Stauschild liegt.

Zur weiteren Verminderung des Verschleisses der Abdichtungen können zur Abdichtung der Seitenkanten des Stauschildes Abdichtungswalzen dienen, deren Achsen in gleicher Weise wie die Seitenwandungen zur Hinnensohle geneigt sind und in einer Querschnittebene senkrecht zur Rinnensohle liegen.

Dabei kann die Lagerung der Abdichtungswalzen an den Seitenwandungen derart ausgebildet sein, daß die Abdichtungswalzen zur Mitte des Schildes verschoben oder verschwaikt werden können. Dadurch wird beim Anheben des Stauschildes ein

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Abrieb der Abdichtungswalzen an den Seitenwandungen der Schleusenrinne vermieden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und sind an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform erläutert, und zwar zeigen:

IFig. 1 eine Seitenansicht eines Schleusentors

der Schleusenrinne, teilweise im Schnitt;

EIg.. 2 eine Ansicht nach J¹Ig. 1, in hälftiger

Darstellung, in.Richtung des Pfeils "P^";

I¹Ig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrössertem Maßstab;

Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene A-A der Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeils "P₂".; Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 5 in vergrös-

sertem Maßstab;
Fig. 7 einen Schnitt in der Ebene B-B nach

Fig. 6;

Fig. 8 einen Querschnitt durch das Fahrgleis und den Zahnstangenantrieb.

Die Schleuse besteht einmal aus einer Schleusenrinne Die Rinnensohle 2 liegt im Querschnitt horizontal. Die Seitenwandungen 3 der Schleusenrinne 1 sind im Querschnitt gesehen gegen die Senkrechte geneigt. Zwischen den Sei'tenwandungen 3 und der Sohle ist das Rinnenprofil mit Wüte 4- versehen. Die Schleusenrinne ist aus Beton gefertigt. Sie geht an ihren beiden Enden in die beiden Anschlußkanäle über und hat eine Neigung von einigen Prozenten.

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Die Schleuse besteht weiterhin aus dem Stauschild 5, der den in der Schleusenrinne 1 vorhandenen Wasserkeil nach unten abschließt, und der in der noch näher beschriebenen Weise gegen die Rinnensohle 2 und die Seitenwandungen 3 der Schleusenrinne 1 abgedichtet ist.

Der Stauschild 5 ist auf seiner Rückseite in an sich bekannter Weise verstärkt und ist in der Nähe der Rinnenseitenwand jeweils über eine seiner Stirnflächen 6 etwa parallel· verlaufende Achse 7 an je einem Stützarm 8 angelenkt. Die Gelenkverbindung hat demzufolge eine etwa senkrechte Achse 7·

Die beiden Stützarme 8 sind in horizontalen Achsen 9 an einer portalartigen Schubvorrichtung 10 angelenkt, diese läuft auf beiden Seiten der Schleusenrinne 1 auf Fahrgleisen 11.

Zum Antrieb der Schubvorrichtung 10 dienen Motoren 12.

Die Schubvorrichtung 10 lauft über an sich bekannte schwingengelagerte Lauf räder 13 auf den ITahrgleisen 11.

Zum Anheben des Stauschildes 5 dient ein Hubseil 14, das über am Stauschild 5 angeordnete Rollen 15 geführt ist. Das Hubseil 14 ist weiterhin über Rollen 16 geführt, die an einem Ausleger 17 gelagert sind, der an seinem unteren Ende an der Schubvorrichtung 10 abgestützt ist, und der durch ein Spannseil 18 gehalten.wird. Das Hubseil 14 ist zu einer Hubwinde 19 geführt, die in der Schubvorrichtung 10 angeordnet ist. Die dargestellte Schubvorrichtung 10 wird zum oberen Ende der Schleuse gefahren, wobei der Stauschild 5 in seiner oberen Endlage das Wasser des anschließenden oberen Kanals in dessen Wasserhöhe abschließt. Nach dem öffnen des vorgeschalteten Schleusentors werden die Schiffe in die Schleuse eingefahren und das Schleusentor geschlossen. Nunmehr läuft die Schubvor-

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richtung 10 von der oberen in die untere Endlage, wobei sich in der Schleusenrinne vor dem Stauschild 5 ein Wasserkeil entsprechend von oben nach unten bewegt. In diesem Wasserkeil schwimmen die Schiffe. Wenn die Wasseroberfläche des Wasserkeils die Wasseroberfläche des unteren Anschlußkanals erreicht hat, wird der Stauschild 5 mit dem Hubseil 14 angehoben, so daß die Schiffe nun unter dem Stauschild 5 ausfahren können. Die Schiffe werden während der Bewegung des Wasserkeils durch einen nicht gezeichneten Fenderwagen gehalten, der an der Schubvorrichtung10 angeschlossen ist, und der auf den Fahrgleisen 11 verläuft.

Die Stirnfläche 6 des Stauschildes 5 ist geneigt, so daß in Bergrichtung gesehen, die obere Stirnkante 20 des Stauschildes 5 vor dessen unteren Stirnkante 21 liegt. Damit wird die Kraft, mit der der Stauschild 5 auf der Rinnensohle 2 aufliegt, gesenkt. Dadurch wird andererseits die Abdichtung zwischen dem Stauschild 5 und der Rinnensohle 2 geringer belastet.

Zur Abdichtung des Stauschildes 5 gegen die Rinnensohle 2 dient eine Tragwalze 22, die aus einem Stahlmantel mit einem elastischen Überzug gebildet sein kann. Dadurch ergilst sich einmal der Vorteil, daß die Abdichtung des Stauschildes 5 gegen die Rinnensohle 2 einerseits und die Abstützung des Stauschildes 5 gegen die Rinnensohle 2 andererseits durch einen einzigen Bauteil übernommen wird.

Zur Abdichtung der Seitenkanten des Stauschildes 5 dienen ebenfalls Abdichtungswalzen 23, die nicht an der vorderen Seitenkante des Stauschildes 5 angeordnet sind, sondern deren Achsen in einer Querschnittebene liegen, die senkrecht zur Rinnensohle 2 verläuft.

Diese Abdichtungewalzen 25 sind an ihren beiden Stirnenden Mt Achsstummel-Lagern 24 versehen, in die Achsstummel

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eingreifen. Diese Achsstummel sind auf Schwenkhebeln 26 befestigt, die ihrerseits an einer Schwenksäule 27 befestigt sind. Diese Schwenksäule 27 ist am Stauschild 5 gelagert. Außerdem tragen die unteren doppelarmig ausgebildeten Schwenkhebel 26 an ihrem anderen Ende Führungsrollen 28. Diese Anordnung der beweglichen Lagerung der Abdichtungswalzen 25 dient dazu, um die seitlichen Abdichtungswalzen 23 aus ihrer beispielsweise in Fig. 4- in ausgezogener Linienführung dargestellten Abdichtungsstellung heraus von den Seitenwandungen 3 der Schleusenrinne 1 wegzuschwenken. Die Abdichtungswalzen 23 kommen dann in die in Fig. 4- gestrichelt gezeichnete Lage, in der sie die Seitenwandungen 3 nicht mehr berühren. Dadurch wird beim Anheben des Stauschildes 5 ein Entlanggleiten der Abdichtungswalzen 23 an den Seitenwandungen 3 und damit ein unnötiger Abrieb verhindert. Andererseits werden beim Anheben der seitlichen Abdichtungswalzen 23 die Führungsrollen 28 aus ihrer BereitSchaftsstellung, in der sie der Seitenwandung 3 nicht anlagen, nunmehr in die"ⁿFig. 4 in ausgezogener Linienführung dargestellte Lage geschwenkt, in der die Führungsrollen 28 den Seitenwandungen 3 anliegen.

Die Achsen 29 dieser Führungsrollen 28 liegen in der Richtung zur Achse 9 der Stützarme 8, so daß beim Anheben des Stauschildes 5 die Führungsrollen 28 ohne eine Verkantung auf den Seitenwandungen 3 ablaufen können.

Zum Schwenken der Schwenksäule 27 dient ein Antrieb 30, der einmal an der Schwenksäule 27 und zum anderen am Stauschild 5 angreift. Im Ausführungsbeispiel ist ein Hydraulikantrieb dargestellt.

Zwischen den beiden Stirnflächen der Abdichtungswalze 23 und der Tragwalze 22 ist ein Gleitstück 31 am Stauschild angeordnet, das im Querschnitt etwa ein Dreiecksprofil

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hat und die Abdichtung zwischen dem Stauschild 5 und der Wüte 4· bildet.

In diesem Gleitstück 31 ist die Tragwalze 22 mit einem Achsstummel 32 gelagert. Das Gleitstück 31 ist mit einem Abdichtungsprofil 33 aus elastischem Material versehen, das sich über die ganze Breite der Wüte 4· erstreckt und auf seiner Rückseite durch eine Schiene' 34-gehalten wird, die ihrerseits unter den Druckfedern 35 nach außen gedruckt wird»

Zum Antrieb der Schubvorrichtung 10 dient eine Zahnstange 36, die seitlich am Schienenfuß 4-1 der Fahrschiene 11 angeordnet ist. Die Zähne der Zahnstange 36 verlaufen senkrecht. In die Zähne greift das Antriebsritzel 38 ein. Zur Sicherung der Kitzelabtriebskräfte dienen an der Schubvorrichtung 10 vertikal gelagerte Drückrollen 39■, die auf der der Zahnstange gegenüberliegenden Seite der Fahrschiene 11 anliegen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Hubvorrichtung greift die Hubvorrichtung 14· bzw. das Hubseil an dem Stauschild 5 in einem Punkt an, der - in Aufsicht und in Bergrichtung gesehen - hinter dem Angriffspunkt der Hubvorrichtung an der Schubvorrichtung 10 liegt. Mit anderen Worten liegen bei der Ausführungsform der Hubvorrichtung 14- die Rollen 16 - in Aufsicht und in Bergrichtung gesehen - vor den Hollen 15» Dadurch wird die Hubvorrichtung für den Stauschild 5, der in einem Stützviereck gegenüber der Schubvorrichtung 10 gelagert ist, stabilisiert.

Ein- oder "beidseitig des Stauschildes 5 können an dessen

unterem Ende Räumschilde/angeordnet sein, die irgendwelche auf die Rinnensohle 2 gefallenen Gegenstände vor sich herschieben,damit eine Beschädigung der Abdichtung vermieden wird_o

Claims

to Patentansprüche

1. . Schiffshebewerk mit einem Stauschild, der in

einer Rinne mit geneigter Sohle einen das Schiff tragenden Wasserkeil abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Vasserkeil gerichtete Stirnfläche (6) des Stauschildes (5) derart schräg geneigt ist, daß seine obere Stirnkante (20) in Richtung des Wasserkeils vor der unteren Stirnkante (21)liegt.

2. Schiffshebewerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauschild (5) durch eine zugleich als Abdichtung des Stauschildes (5) gegen die Rinnensohle (2) ausgebildete Tragwalze (22) auf der Rinnensohle (2) abgestützt ist.

3. Schiffshebewerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauschild (5) durch zwei Stützarme (8) gehalten ist, von denen jeder in der Nähe der Rinnenseitenwand auf der Rückseite des Stauschildes (5) angreift.

4. Schiffshebewerk nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stützarme (8) in der Nähe ihres Angriffs am Stauschild (5) um eine senkrechte oder etwa senkrechte Achse (7) am Stauschild (5) gelagert sind.

5. Schiffshebewerk nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützarme (8) an ihrem hinteren Ende in senkrechten oder etwa in senkrechten Achsen (9) an der Schubvorrichtung (1O)gelagert sind, und daß der Angriffspunkt (16)

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für die Hubvorrichtung (14) des Stauschildes (5) an der Schubvorrichtung (10),in Aufsicht und in Bergrichtung gesehen, vor den Angriffspunkten (15) der Hubvorrichtung (14-> am Stauschild (5) liegt.

6. Schiffshebewerk nach Anspruch 1 - 5j dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Seitenkanten des Stauschildes (5) Abdichtungswalzen (23) dienen, deren Achsen in gleicher Weise wie die Seitenwandungen (3) zur Rinnensohle (2) geneigt sind und in einer Querschnittebene senkrecht zur Rinnensohle (2) liegen.

7. Schiffshebewerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Abdichtungswalzeη (23) an den Seitenwandungen (3) derart ausgebildet ist, daß die Abdichtungswalzen (23) zur Mitte des Stauschildes (5) verschoben oder verschwenkt werden können.

8. Schiffshebewerk nach Anspruch 6 und 7» dadurch . gekennzeichnet, daß die Abdichtungswalzen (23) an ihren beiden Stirnenden mittels Achsstummeln (25) an je einem Schwenkhebel (26) gelagert sind, die je an einer Schwenksäule (27) angeschlossen sind.

9. Schiffshebewerk nach Anspruch 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsantrieb für die Abdichtungswalzen (23) aus pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieben (30) besteht, die über Hebel an der Schwenksäule (27) angreifen.

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10. Schiffshebewerk nach Anspruch 6 - 9» dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwenksäule (27) Führungsrollen (28) angeordnet sind, die beim Abheben der Abdichtungswalzen (23) zum Anliegen an die Seitenwandungen (3) kommen.

11. Schiffshebewerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (29) der Führungsrollen (28) durch die horizontale Achse (9) der Stützarme (8) an de^ Schubvorrichtunge*. /verlaufen.

12. Schiffshebewerk nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauschild (5) im Bereich zwischen den Stirnflächen der Tragwalze (22) und der Abdichtungswalzen (23) zur Abdichtung mit einem Gleitstück (31) versehen ist.

13. Schiffshebewerk nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein- oder beidseitig des Stauschildes (5) im Bereich der Rinnensohle Räumschilde (4-0) angeordnet sind.

14. Schiffshebewerk nach Anspruch 1 - 13» dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb der Schubvorrichtung (10) ein Zahnstangenantrieb (36» 38) dient, dessen Zahnstangen (36) an der Uferböschung angeordnet und mit in senkrechter Richtung verlaufenden Zähnen versehen sind.

15. Schiffshebewerk nach Anspruch 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnstangenantrieb (36, 38) in unmittelbarer Nähe der Fahrschiene (11) an der Schubvorrichtung (lOjgelagert ist, und daß zumindest auf der der Zahnstange (36) gegenüberliegenden Seite der Fahrschiene (11) Druckrollen (39) auf

■ den Flanken des Schienenkopfes (37) ablaufen.

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