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Die
Erfindung betrifft ein Schleusentor.
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Schleusentore
sind im Stand der Technik weithin bekannt. In vielen Wasserstraßen sind
zur Überwindung
von Niveauunterschieden des Wasserstandes Schleusen eingerichtet.
Diese Schleusen sind gegenüber
dem Wasserverlauf mit Schleusentoren verschließbar. Vereinfacht gesagt besteht
eine Schleuse aus einem Abschnitt der Wasserstraße (Kanal, Flusslauf oder dgl.),
der an einem vorderen und einem hinteren Ende jeweils mit einem
Schleusentor verschließbar
ist (Schleusenkammer). Im Betrieb fährt ein sich von einer Seite
der Schleuse näherndes
Wasserfahrzeug durch ein aus seiner Sicht vorderes, geöffnetes
Schleusentor in die Schleuse ein, wobei ein hinteres Schleusentor
geschlossen ist. Nun wird auch das zunächst offene Schleusentor geschlossen,
und in die Schleuse wird Wasser eingelassen bzw. Wasser aus der
Schleuse abgelassen, um den erforderlichen Niveauausgleich zu bewerkstelligen.
Im Anschluss an einen Niveauausgleich wird das zunächst verschlossene,
hintere Schleusentor geöffnet
und das Wasserfahrzeug kann seine Fahrt auf der Wasserstraße fortsetzen.
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Bekannte
Schleusentore sind hierzu zum einen in einer horizontalen Richtung
seitlich verfahrbar, um in den Bereich der Schleuse hinein bzw.
aus diesem heraus verfahren zu werden. Zum anderen besitzen die
Schleusentore im Bereich ihres Torblattes üblicherweise eine oder in der
Regel mehrere Öffnungen,
die zum Niveauausgleich des Wasserpegels einzeln angesteuert geöffnet und
geschlossen werden können.
Das Schleusentor selbst bleibt bei diesem Vorgang unverändert in
seiner Position.
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Diese
bekannte Gestaltung von Schleusentoren birgt zweierlei Schwierigkeiten
in sich. Zum einen müssen
für die
in dem Torblatt zum Befluten bzw. Entleeren der Schleusenanlage
vorgesehenen Öffnungen
zum Verschließen
derselben mit Klappen versehen werden, die naturgemäß unterhalb
der Wasseroberfläche
in der Schleuse liegen. Dies ist bei Wartungsarbeiten nachteilig.
Darüber
hinaus sind mehrere Antriebe und vergleichsweise komplexe Steuerungen
zum Ansteuern üblicherweise
in einer Zahl von mehr als einer vorhandenen Öffnungen bzw. Öffnungsklappen
vorzusehen.
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Ein
weiteres Problem der vorbekannten Schleusentore besteht darin, dass
durch die vergleichsweise kleinen Öffnungen, insbesondere beim Fluten
der Schleusenkammer ein lokal scharf eingegrenzter und in seiner
Strömungsgeschwindigkeit
beachtlicher Wasserstrahl in die Schleusenkammer gelangt. Dieser
Wasserstrahl bzw. bei mehreren Öffnungen
diese Wasserstrahlen sorgen für
eine erhebliche Turbulenz und Unruhe an der Wasseroberfläche der
Schleusenkammer. Hiervon sind insbesondere kleinere Boote, wie Sportboote,
Segelboote oder gar Kanus und Ruderboote betroffen. Dieses Problem geht
sogar soweit, dass bei einem zu schnellen Fluten der Schleuse durch
die genannten Öffnungen
die Gefahr von Unfällen
der in der Schleuse befindlichen Wasserfahrzeuge, insbesondere der
kleinen Wasserfahrzeuge, besteht.
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Hier
setzt die Aufgabe der Erfindung an. Mit der Erfindung soll nämlich angegeben
werden ein Schleusentor, welches insbesondere eine einfache und
hydrodynamisch günstige
Befül lung
und Entleerung einer Schleusenkammer erlaubt, wobei insbesondere
die Bildung der im Stand der Technik sich nachteilig auswirkenden
Turbulenzen jedenfalls vermindert werden soll.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe besteht in einem Schleusentor mit den Merkmalen des
Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Ansprüchen
2 bis 6 angegeben.
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Erfindungsgemäß enthält das Schleusentor einen
Rahmen, in dem das Torblatt beweglich aufgehängt ist für eine Bewegung in im wesentlichen
vertikaler Richtung. Der Rahmen enthält als wesentliche Elemente
zwei vertikale Stützsäulen, die
insgesamt in horizontaler Richtung bewegbar sind. An den Stützsäulen ist
das Torblatt in vertikaler Richtung verfahrbar aufgehängt.
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Anders
als bei Schleusentoren gemäß dem Stand
der Technik kann bei dem erfindungsgemäßen Schleusentor auf in dem
Torblatt enthaltene Öffnungen
zum Befüllen
oder Entleeren der Schleusenkammer verzichtet werden. Zum Befüllen bzw.
Entleeren der Schleusenkammer, also zum Schaffen eines Niveauausgleichs,
wird stattdessen das Torblatt in dem Rahmen insgesamt angehoben.
Aufgrund der großen
Breite des Schleusentores genügt üblicherweise ein
Anheben um wenige Zentimeter, um einen Niveauausgleich der Schleusenkammer
innerhalb einer angemessenen Zeitspanne zu bewirken. Die große Breite
der Schleusenkammer führt
dazu, dass selbst bei einem Anheben des Torblattes um nur weniger
Millimeter schon eine vergleichsweise große Öffnungsfläche vorhanden ist, die starke
Strömungsgeschwindigkeiten,
wie sei beim Öffnen
der in vorbekannten Schleusentoren vorhandenen Ausgleichsöffnungen
auftreten, mindert. Insgesamt ergibt sich ein hydraulisch wesentlich
günstigeres
Verhalten des Schleusentores, was zu einem ruhigeren Wasserstand
in der Schleusenkammer während
eines Niveauausgleichs führt.
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Das
Anheben bzw. Absenken des Torblattes wird durch die durch erfindungsgemäß an den
Stützsäulen angelagerten
und an dem Torblatt angreifenden Antriebsmittel bewirkt. Diese Antriebsmittel
können
Elektromotoren, hydraulische Antriebe, pneumatische Antriebe oder
dgl. sein. Im einfachsten Fall können
die Antriebe auch für
einen manuellen Antrieb vorgesehene mechanische Antriebe sein. Bevorzugt
werden derzeit hydraulische Antriebe, wobei die Erfindung nicht
auf derartige Antriebe festgelegt ist. Der übliche Verfahrweg des Torblattes
in vertikaler Richtung beträgt
etwa 0–850
mm, ohne dass die Erfindung auf einen solchen Verfahrweg beschränkt wäre.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ruhen die Stützsäulen mit
je einem unteren Ende auf einem gemeinsamen oder auf je einem Wagen.
Der/die Wagen ist/sind auf einem Untergrund verfahrbar. Auf diesen
Wagen kann das Schleusentor insgesamt aus dem Bereich der Schleuse
verfahren bzw. in diesen hinein gefahren werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt
darin, dass das Schleusentor auch mit einem beliebig weit angehobenen
Torblatt aus der Schleuse hinaus bzw. in diese hinein gefahren werden
kann, so dass sich insgesamt eine sehr flexible Handhabung der Schleuse
ermöglicht.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 3)
ist vorgesehen, dass die Stützsäulen mit
einer Einrichtung zum Übertragen
einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Antriebskraft zum
horizontalen Verschieben des Schleusentores verbunden sind. Eine
derartige Einrichtung kann eine im wesentlichen horizontal verlaufende
Schubstange sein, die mit einem weiteren Ende mit einem Antrieb
verbunden ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann das Schleusentor
insgesamt in horizontaler Richtung verfahren werden, ohne dass es
hierzu einer vertikalen Verlagerung dieser Einrichtung (bspw. Schubstange)
bedarf.
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Weiterhin
von Vorteil ist es, wenn, wie gemäß Anspruch 4 vorgesehen, die
Antriebsmittel in einem Bereich des Schleu sentores angeordnet sind, welcher
sich im Betrieb oberhalb der Wasseroberfläche befindet. Eine solche Anordnung
der Antriebsmittel vereinfacht deren Wartung oder mögliche Instandsetzung,
da hier das Wartungs- oder Reparaturpersonal einfach oberhalb der
Wasseroberfläche
arbeiten kann, ohne dass es hierzu erforderlich wäre, die
Schleusenkammer vollständig
zu entleeren bzw. das Schleusentor ggf. sogar auszubauen.
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Für die Lagerung
des Schleusentores an den Stützsäulen werden
Gleitlager bevorzugt, wobei hier insbesondere Gleitbuchsen gewählt werden
können (Anspruch
5).
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Schließlich wird
bevorzugt, dass das Torblatt nach Art eines Faltwerkes aus Trapezprofilen
gebildet ist. Diese Art der Ausbildung des Torblattes erlaubt eine
leichte und dennoch stabile Bauweise des Torblattes. Die Tatsache,
dass in dem Torblatt keine Leitungen oder Aggregate für die Antriebe
zum Öffnen
der aus dem Stand der Technik vorbekannten Ausgleichsöffnungen
mehr untergebracht werden müssen,
ermöglicht
die vergleichsweise dünne
Bauweise des Torblattes. Dies und auch die gemäß Anspruch 6 beanspruchte Bauweise
ermöglicht
die Konstruktion eines leichten und damit mit entsprechend gering
ausgelegten Antrieben verfahrbaren Torblattes. Zudem wird die Ausbildung
von trapezförmigen
Treibselschutzstrukturen an den Seitenrändern des Torblattes bevorzugt.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
anhand der beigefügten
Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Schleusentores
mit abgesenktem Torblatt; und
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2 eine
der 1 vergleichbare Ansicht mit angehobenem Torblatt
des Schleusentores.
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Die
beigefügten
Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgerecht. Sie dienen lediglich
der Erläuterung
und dem besse ren Verständnis
der Erfindung. In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In
den Figuren ist ein erfindungsgemäßes Schleusentor mit 1 bezeichnet.
In beiden Figuren ist dasselbe Ausführungsbeispiel des Schleusentores 1 gezeigt,
in 1 in vertikaler Richtung „geschlossen", in 2 in
vertikaler Richtung um einen Spalt S angehoben.
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Das
Schleusentor 1 enthält
ein Torblatt 2, welches nach Art eines Faltwerkes aus Trapezprofilen
aufgebaut ist. Diese Art der Bildung des Torblattes 2 hat
den Vorteil, dass letzteres ein vergleichsweise geringes Gewicht
aufbringt. Die Trapezprofile haben an ihren seitlichen Kanten trapezförmige Schrägen, die
als Treibselabweiser 13 bezeichnet werden. Durch diese
Treibselabweiser 13 wird in der Schleuse befindliches Treibgut
von dem Schleusentor 1 abgewiesen. Diese Strukturen bewirken
zudem eine erhöhte
Festigkeit des Torblattes 2.
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Das
Torblatt 2 ist in einem im wesentlichen aus den Stützsäulen 3 und 4 gebildeten
Rahmen aufgehängt.
Die Stützsäulen 3 und 4 verlaufen
im wesentlichen in vertikaler Richtung und sind mit ihrem unteren
Ende fest auf je einem Wagen 5, 6 montiert. Die
Wagen 5, 6 dienen dem horizontalen Verfahren des
gesamten Schleusentores 1, wozu sie auf einem Untergrund 12 laufen.
Die Wagen 5, 6 können hierzu beispielsweise
auf Schienen geführt
sein.
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Das
Torblatt 2 ist, wie bereits erwähnt entlang der Stützsäulen 3, 4 vertikal
beweglich gelagert. Hierzu dienen Gleitbuchsen 7, die auf
entsprechenden Gleit-Führungs-Abschnitten der Stützsäulen 3, 4 laufen.
Im oberen Bereich der Stützsäulen 3, 4 sind jeweils
mit den Stützsäulen 3, 4 fest
verbundene Hydraulikantriebe 8 angeordnet, welche über je eine Aufhängung 9 mit
dem Torblatt 2 verbunden sind. In der Figur nicht zu erkennen,
sind in der Zeichenebene hinter einander je zwei Hydraulikantriebe 8 pro Stützsäule 3,4 vorgesehen.
Diese bewirken eine Redundanz des Gesamtantriebes.
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Die
Hydraulikantriebe 8 bestehen im wesentlichen aus Hydraulikzylindern,
welche mit Hydraulikdruck beaufschlagbar sind, um einen Kolben zu
verschieben. Der Zylinder ist mit der Stützsäule 3 bzw. 4 verbunden,
der Kolben mit der Aufhängung 9.
Die Hydraulikantriebe 8 sind an dem Schleusentor so angeordnet,
dass sie insgesamt oberhalb des Ausgleichniveaus in der mit dem
Schleusentor 1 zu verschließenden Schleusenkammer liegen.
So sind die Hydraulikantriebe 8 einfach zugänglich für Wartungs- oder
Instandsetzungsarbeiten.
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Im
oberen Bereich des Schleusentores 1 sind die Stützsäulen, insbesondere
die Stützsäule 4 mit
einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Schubstange 10 verbunden.
Die Stützsäule 4 ist
hierzu mit einer Fixierung 11 an der Schubstange 10 festgelegt.
Die Schubstange 10 wiederum ist mit einem Antrieb verbunden,
der diese in vertikaler Richtung verfahren kann zum seitlichen Verschieben
des Schleusentores 1.
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In
der Praxis wird das Schleusentor zum Verschließen der Schleusenkammer vertikal
verfahren, wobei Dichtflächen
vorgesehen sind, an denen das Schleusentor anliegt, um die Schleusenkammer
im wesentlichen wasserdicht zu verschließen.
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Für einen
Niveauausgleich der Schleusenkammer wird mittels der Hydraulikantriebe 8 das
Torblatt 2 insgesamt geführt an den Stützsäulen 3, 4 angehoben.
Dadurch bildet sich im unteren Bereich des Schleusentores 1 ein
Spalt S, durch den hindurch die Schleusenkammer befüllt bzw.
entleert werden kann. Durch die vergleichsweise große Breite
des Spaltes (entsprechend der Breite des gesamten Torblattes) weist
dieser auch bei einer geringen Öffnungshöhe bereits
eine vergleichsweise große
Querschnittsfläche
auf, so dass die Strömungsgeschwindigkeit
des eintretenden bzw. auslaufenden Wassers vergleichsweise gering
ist und entsprechend Störungen
der Wasseroberfläche
innerhalb der Schleusenkammer verhindert bzw. deutlich verringert
werden können.
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Aus
der obigen Beschreibung des Ausführungsbeispieles
werden die weiteren Vorteile und Merkmale der Erfindung deutlich, es
soll allerdings verstanden werden, dass das Ausführungsbeispiel die Erfindung
lediglich erläutert,
nicht jedoch begrenzt. Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus
den nachfolgenden Ansprüchen.
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- 1
- Schleusentor
- 2
- Torblatt
- 3
- Stützsäule
- 4
- Stützsäule
- 5
- Wagen
- 6
- Wagen
- 7
- Gleitbuchse
- 8
- Hydraulikantrieb
- 9
- Aufhängung
- 10
- Schubstange
- 11
- Fixierung
- 12
- Untergrund
- 13
- Treibselabweiser
- S
- Spalt