DE19509970A1

DE19509970A1 - Klappe zum Absperren eines oben offenen Gerinnes

Info

Publication number: DE19509970A1
Application number: DE1995109970
Authority: DE
Inventors: Herbert Riedmayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Riedmayer Herbert 83071 Stephanskirchen De
Priority date: 1995-03-18
Filing date: 1995-03-18
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2015-03-19
Also published as: DE19509970C2

Description

Die Anmeldung betrifft eine Klappe zum Absperren eines oben offenen Gerinnes, insbesondere eines Zulaufs zu einer Wasserkraft- oder Kläranlage oder eines Entlastungsgerinnes an Wehren oder bei Wasserkraftanlagen.

Absperrungen für offene Gerinne werden üblicherweise als Schützen oder Stauklappen ausgeführt. Es handelt sich in beiden Fällen um schwere, mit groß dimensionierten und damit teuren Antrieben ausgestattete Einbauten im Gerinne, die in vielerlei Hinsicht problematisch sind.

Dichtungen und Dichtflächen bei Schützen und Stauklappen müssen sehr genau und aufwendig gearbeitet werden, um eine zuverlässige Abdichtwirkung zu erzielen. Es sind besondere Maßnahmen zum Korrosionsschutz zu treffen. Dichtflächen sind rostfrei auszuführen. Regelmäßige Wartungen sind unverzichtbar. Trotz Schmierung unvermeidlicher Reibungsverschleiß führt im Laufe der Zeit zu nachlassender Dichtwirkung. Unbrauchbar gewordene Dichtelemente müssen ausgetauscht werden. Bei Stauklappen erfordert dies oft sogar den zusätzlichen Neubau der Seitenflächen des Gerinnes. Dies alles führt zu Ausfallzeiten und kostenträchtigen Instandsetzungsarbeiten.

Bei fremdenergielos, zum Beispiel mittels Schwimmergewichtsantrieb betätigten Stauklappen wirkt sich die Gleit- und Haftreibung zwischen Dichtungen und Dichtflächen insoweit störend aus, als große Hystereseeffekte auftreten können, die die Einhaltung genauer Schließwinkel der Klappe unmöglich machen. Eine genaue Niveauhaltung ist mit einer solchen Absperrung nicht möglich.

Besonders problematisch ist der Winterbetrieb der herkömmlichen Gerinne-Absperrungen. Durch bei Schützen und Stauklappen unvermeidliche Leckagen bilden sich massive Eispanzer, die eine Betätigung der Absperrorgane erschweren oder sogar ganz unmöglich machen. Dem versucht man durch aufwendige und energieintensive Heizungen oder Luftsprudelanlagen entgegenzuwirken. Besonders bei Schützen müssen teure und nicht immer zuverlässige Überlastabschaltungen eingebaut werden. Ein Versagen der Absperrung kann katastrophale Folgen haben, zum Beispiel Überschwemmungen verursachen.

Ausgehend von den bekannten Stauklappen oder Schützenanlagen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gerinne-Absperrung anzugeben, die die zuvor erwähnten Nachteile nicht aufweist und bei zuverlässiger Absperrwirkung, insbesondere auch im Winterbetrieb, mit geringen Kosten herzustellen ist, mit einfachen Antriebselementen betätigt werden kann und nahezu keinen Wartungs- oder Instandhaltungsaufwand erfordert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß eine Klappe zum Absperren eines oben offenen Gerinnes, insbesondere eines Zulaufs zu einer Wasserkraft- oder Kläranlage oder eines Entlastungsgerinnes an Wehren oder bei Wasserkraftanlagen, mit einer sich zwischen den Seitenwänden des Gerinnes erstreckenden, an ihrem unteren Rand im Bodenbereich des Gerinnes flüssigkeitsdicht angelenkten Platte, mit Mitteln zum Schwenken der Platte um ihre Anlenkachse und zum Halten der Platte in beliebigen Schwenkstellungen zumindest innerhalb eines Schwenkbereichs zwischen einer Stellung im wesentlichen senkrecht zur Anströmung und einer den Strömungsquerschnitt des Gerinnes vollständig freigebenden Stellung im wesentlichen parallel zur Anströmung, und mit Mitteln zur in jeder Schwenkstellung wirksamen, flüssigkeitsdichten Überbrückung der Spalte zwischen den Seitenrändern der Platte einerseits, und den Seitenwänden des Gerinnes andererseits, die weiteren Merkmale aufweist, daß als Mittel zur Spaltüberbrückung im wesentlichen fächerförmig faltbare Absperrbahnen vorgesehen sind, die jeweils mit einem Rand an der Seitenwand des Gerinnes und mit einem anderen Rand im Bereich des betreffenden Seitenrandes der Platte flüssigkeitsdicht befestigt sind.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Klappe sind in den Ansprüchen 2 bis 18 angegeben, wobei für die in den Ansprüchen 2 und 13 angegebenen Merkmale, daß die zwischen der jeweiligen Absperrbahn und der betreffenden Seitenwand des Gerinnes geführten Zugmittel gegen den Flüssigkeitsdruck wirkende Abstützungen für die Absperrbahnen bilden, eine selbständige erfinderische Bedeutung geltend gemacht wird.

Zum Stand der Technik gehört auch eine aus der US-PS 5 158 396 bekannte Vorrichtung zur Beeinflussung des Wasserspiegels eines gefluteten Reisfeldes. Diese Vorrichtung besteht aus einem etwa rechteckigen schmalen Metallblech, das eine von seinem oberen Rand ausgehende längliche Aussparung aufweist, die durch eine an dem Metallblech angelenkte Klappe verschlossen werden kann. An der Klappe greifen Zugketten an, mit denen sie in einer von dem Metallblech abgeschwenkten Stellung gehalten und, von Hand, in die Schließstellung zurückbewegt werden kann. Zwischen den Rändern der Schmalseiten der Klappe einerseits und dem Metallblech andererseits sind Lappen aus einem flexiblen Material angebracht, die bewirken, daß bei von dem Metallblech abgeschwenkter Klappe das Wasser im wesentlichen nur über die obere Längsseite der Klappe abfließen kann. Diese bekannte Vorrichtung ist so nicht geeignet, an die Stelle von Schützen oder Stauklappen zum Absperren eines offenen Gerinnes, zum Beispiel des Zulaufs zu einer Wasserkraft- oder Kläranlage, zu treten. Das stehende Wasser auf einem Reisfeld ist hinsichtlich des zu bewältigenden Staudrucks schon nicht mit einem offenen Gerinne wie bei den für die erfindungsgemäße Klappe vorausgesetzten Anwendungen zu vergleichen. Auch reicht die Klappe bei der bekannten Vorrichtung nicht bis zum Grund des ohnehin flachen Gewässers, sondern ermöglicht lediglich eine Niveauregelung innerhalb einer Spannbreite von wenigen Zentimetern. Die für die Verschwenkung der Klappe benötigten Stellkräfte sind so gering, daß sie von Hand aufgebracht werden können und damit um Größenordnungen niedriger liegen als bei Stauklappen oder Schützen der Art, wie sie durch die erfindungsgemaße Klappe mit großem Vorteil ersetzt werden können. Da die Klappe der bekannten Vorrichtung sich auch nicht zwischen zwei ein Gerinne seitlich begrenzenden Wänden erstreckt, vermag sie letztlich keinerlei Anregung für den Grundgedanken der Erfindung zu geben, bei Stauklappen sonst übliche spaltüberbrückende Gleitdichtungen zwischen solchen Wänden und den Klappenrändern durch faltbare Absperrbahnen zu ersetzen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 28 23 874 eine heb- und senkbare Sperre für Kanäle oder dergleichen bekannt, die mit einer biegsamen Materialbahn gebildet ist, welche entlang des einen ihrer Ränder am Boden und an den Seitenwänden des Kanals wasserdicht befestigt ist und mit an ihrem oberen Rand angreifenden Zugmitteln in unterschiedlichen Sperrstellungen gehalten werden kann.

Der technische Erfolg der beanspruchten Klappe beruht darin, daß auf die mit den oben dargelegten schwerwiegenden Nachteilen verbundenen reibungsbeaufschlagten Gleitdichtungen verzichtet worden ist und statt dessen faltbare, mit der Schwenkbewegung der Klappe kompatible Absperrbahnen vorgesehen sind. Dadurch werden gegenüber den bisher zur Absperrung offener Gerinne gebräuchlichen Schützen beziehungsweise Stauklappen die nachstehend aufgeführten wesentlichen Vorteile erzielt:

- Es kann ein einfacher, klein dimensionierbarer und damit kostengünstiger Antrieb gewählt werden, denn es sind lediglich Zugkräfte zum Halten und zum Schwenken der Klappe in Schließrichtung aufzubringen. Die Klappe öffnet gegen den Zug des Antriebs unter dem Staudruck des anstehenden Wassers. Insbesondere sind, anders als bei üblichen Schützen und vielen Stauklappen, keine hoch über die Wasseroberfläche aufragende Aufbauten für den Antrieb erforderlich. Der Zug des Antriebs kann unmittelbar über der Wasseroberfläche in der Horizontalen erfolgen. Das ermöglicht eine niedrige Bauweise des Antriebs und den Einsatz der erfindungsgemäßen Klappe überall dort, wo über dem Wasser nur geringer Bauraum zur Verfügung steht, zum Beispiel unter Brücken.
- Die Klappe schließt absolut dicht. Leckagen können nicht auftreten. Durch das Hochstellen der Klappe entsteht gewissermaßen eine Behälterwandung.
- Da bewegliche, reibungsbeaufschlagte Dichtungen fehlen, weist die Klappe nahezu keine Verschleißteile auf. Sie arbeitet daher auch über sehr lange Zeiten wartungsfrei. Dabei bleibt die absolute Dichtwirkung stets erhalten. Reparaturen fallen im Normalfall nicht an. Es gibt daher auch keine Ausfallzeiten.
- Einzige Voraussetzung für den Einbau der Klappe ist ein befestigtes Gerinne. Es ist nicht mehr erforderlich, daß die Gerinnewände Dichtflächen bilden. Sie können unbearbeitet bleiben und müssen lediglich die Möglichkeit zur Befestigung der Absperrbahn bieten. Dadurch ergibt sich eine ganz erhebliche Kostenersparnis.
- Die Klappe selbst besteht aus wenigen einfachen Bauteilen und ist daher mit geringem Montageaufwand einzubauen. Kostspielige, zum Beispiel rostfreie Materialien sind nicht erforderlich. Daraus ergeben sich weitere Kostenersparnisse.
- Fremdenergieloser Stellbetrieb, insbesondere Schwimmergewichtsantrieb, ist problemlos möglich, da störende Hystereseeffekte aufgrund von Reibungserscheinungen nicht auftreten können. Die Stauhaltung ist hinsichtlich der Genauigkeit der Niveauregelung gegenüber den bekannten Stauklappen wesentlich verbessert.
- Der ganz besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Klappe liegt aber in ihrer sehr guten Eignung für den Winterbetrieb. Da Leckagen nicht auftreten können, können sich auch die bei herkömmlichen Stauklappen sonst auftretenden störenden Eispanzer nicht bilden. Es sind daher auch keine kostspieligen Maßnahmen wie Luftsprudelanlagen oder Beheizungen erforderlich, um Eispanzern zu begegnen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung bildet sich Eis an der Oberfläche des Gewässers und in den Falten der Absperrbahnen. Zum Öffnen der Klappe steht der auf der Platte lastende Wasserdruck zur Verfügung. Eis in den Falten der Absperrbahn kann sich nicht verklemmen. Die Falten der Bahn werden beim Abklappen der Platte aus dem Eis gezogen, wodurch das Eis bricht und fortgespült wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Rahmen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Eine Ansicht der Klappe in geöffneter, das Gerinne wenigstens teilweise freigebender Schwenkstellung

Fig. 2 Dieselbe Klappe mit der Platte im Schnitt in einer Seitenansicht.

Es versteht sich, daß die Figuren lediglich schematische Darstellungen sind, die sämtliche Details der erfindungsgemäßen Klappe nicht zeigen. Mit 1 ist die am Boden 2 des Gerinnes bei 3 flüssigkeitsdicht angelenkte Platte bezeichnet, die sich zwischen den Seitenwänden 4 des Gerinnes erstreckt. In jeder Schwenkstellung der Platte 1 sind die Spalte zwischen den Seitenwänden 4 des Gerinnes einerseits und den Seitenrändern 5 der Platte andererseits mittels der fächerförmig faltbaren Absperrbahnen 6 überbrückt. Diese Bahnen ersetzen erfindungsgemäß bei bekannten Stauklappen sonst vorhandene Gleitdichtungen. Die Absperrbahnen 6 sind aus flexiblem Material, insbesondere ein Gummigewebe, gebildet. Beide Absperrbahnen 6 können aus einem durchgehenden Materialstück gefertigt sein, das auf der der Anströmung, mit einem Doppelpfeil dargestellt, zugewandten Seite der Platte 1 an dieser anliegen kann. Die Befestigungsstellen 7 für die Absperrbahnen 6 an den Seitenwänden 4 des Gerinnes liegen im wesentlichen in einer senkrechten Ebene. Mit 8 ist ein als Seil, Band, Kette oder Stange ausgebildetes, an der Platte 1 angreifendes und mittels eines nicht gezeigten Antriebs betätigtes Zugmittel angedeutet, das zwischen der jeweiligen Absperrbahn 6 und der betreffenden Seitenwand 4 des Gerinnes verläuft und eine gegen den Flüssigkeitsdruck wirkende Abstützung für die Absperrbahn 6 bilden kann. Es können für jede Absperrbahn 6 mehrere abstützende Zugmittel 8 vorgesehen sein, die dann in unterschiedlichen Höhen außen entlang der Absperrbahn 6 verlaufen und in nicht gezeigten, an den Absperrbahnen 6 befestigten Ringen geführt sind. Die Querschnitte der Ringe können dabei so vorgesehen sein, daß die in den Ringen geführten Zugmittel 8 in allen Schwenkstellungen der Platte 1 eine geradlinig gestreckte Form annehmen können. Mit 9 ist der Wasserschwall angedeutet, der sich ausschließlich über den oberen Rand 10 der Platte ergießt. Die erfindungsgemäße Klappe ermöglicht eine Stauhaltung mit genauer Regelung des Niveaus 10 des im Gerinne anströmenden Wassers.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Klappe alternativ oder zusätzlich auch die demgegenüber anderen, in den Ansprüchen angegebenen Merkmale aufweisen. Insbesondere können die Absperrbahnen aus im wesentlichen keilförmigen, aufeinanderfolgend längsseitig gelenkig miteinander verbundenen Lamellen, insbesondere aus Kunststoff, gebildet sein. Der obere Rand der Platte kann V-förmig zur Mitte hin vertieft ausgebildet sein, so daß das Wasser überwiegend in der Plattenmitte über den Rand abfließt.

Bezugszeichenliste

1 Platte
2 Boden des Gerinnes
3 Anlenkung der Platte am Boden
4 Seitenwand des Gerinnes
5 Seitenrand der Platte
6 Absperrbahn
7 Befestigungsstellen
8 Zugmittel
9 Wasserschwall
10 Niveau.

Claims

1. Klappe zum Absperren eines oben offenen Gerinnes, insbesondere eines Zulaufs zu einer Wasserkraft- oder Kläranlage oder eines Entlastungsgerinnes an Wehren oder bei Wasserkraftanlagen, mit einer sich zwischen den Seitenwänden des Gerinnes erstreckenden, an ihrem unteren Rand im Bodenbereich des Gerinnes flüssigkeitsdicht angelenkten Platte, mit Mitteln zum Schwenken der Platte um ihre Anlenkachse und zum Halten der Platte in beliebigen Schwenkstellungen zumindest innerhalb eines Schwenkbereichs zwischen einer Stellung im wesentlichen senkrecht zur Anströmung und einer den Strömungsquerschnitt des Gerinnes vollständig freigebenden Stellung im wesentlichen parallel zur Anströmung, und mit Mitteln zur in jeder Schwenkstellung wirksamen, flüssigkeitsdichten Überbrückung der Spalte zwischen den Seitenrändern der Platte einerseits, und den Seitenwänden des Gerinnes andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Spaltüberbrückung im wesentlichen fächerförmig faltbare Absperrbahnen (6) vorgesehen sind, die jeweils mit einem Rand an der Seitenwand (4) des Gerinnes und mit einem anderen Rand im Bereich des betreffenden Seitenrandes (5) der Platte flüssigkeitsdicht befestigt sind.

2. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk- und Haltemittel an der Platte (1) befestigte, zwischen der jeweiligen Absperrbahn (6) und der betreffenden Seitenwand (4) des Gerinnes geführte Zugmittel (8) umfassen.

3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrbahn (6) aus flexiblem Material gebildet ist.

4. Klappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Material ein Gummigewebe ist.

5. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Absperrbahnen (6) aus einem durchgehenden Materialstück gefertigt sind, das an der Platte (1) anliegend über deren Breite geführt ist.

6. Klappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehende Materialstück auf der der Anströmung zugewandten Seite der Platte (1) an dieser anliegt.

7. Klappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehende Materialstück auf der der Anströmung abgewandten Seite der Platte (1) an dieser anliegt.

8. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Absperrbahn (6) aus im wesentlichen keilförmigen, aufeinanderfolgend längsseitig gelenkig miteinander verbundenen Lamellen gebildet ist.

9. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel (8) Seile, Bänder, Ketten oder Stangen sind.

10. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zugmitteln (8) einerseits und der Absperrbahn (6) andererseits wirkende Führungsmittel vorgesehen sind.

11. Klappe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel an der Absperrbahn (6) befestigte, das betreffende Zugmittel (8) umgebende Ringe sind.

12. Klappe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringquerschnitte so vorgesehen sind, daß die in den Ringen geführten Zugmittel (8) in allen Schwenkstellungen der Platte (1) eine geradlinig gestreckte Form annehmen können.

13. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel (8) gegen den Flüssigkeitsdruck wirkende Abstützungen für die Absperrbahnen (6) bilden.

14. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder Absperrbahn (6) mehrere Zugmittel (8) vorgesehen sind.

15. Klappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder Absperrbahn (6) nur ein einziges Zugmittel (8) vorgesehen ist, das im an den freien Rand der Absperrbahn (6) angrenzenden Bereich entlang der Absperrbahn (6) verläuft und im oberen Bereich des betreffenden Seitenrandes (5) der Platte (1) an dieser befestigt ist.

16. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstelle (7) der Absperrbahn (6) an der Seitenwand (4) des Gerinnes im wesentlichen in der Ebene liegt, die der Ebene der Platte (1) entspricht, wenn diese sich in der Schwenkstellung im wesentlichen senkrecht zur Anströmung befindet.

17. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstelle (7) der Absperrbahn an der Seitenwand (4) des Gerinnes ausgehend von dem Bereich der Anlenkung (3) der Platte (1) im Bodenbereich (2) des Gerinnes in eine Richtung schräg nach oben und stromaufwärts zu der Ebene verläuft, die der Ebene der Platte (1) entspricht, wenn diese sich in der Schwenkstellung im wesentlichen senkrecht zur Anströmung befindet.

18. Klappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand der Platte (1) mit einer zur Randmitte V-förmig verlaufenden Vertiefung ausgebildet ist.