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Die
Erfindung betrifft eine an einem Untergrund befestigbare gehäuselose
Schieberarmatur zum wahlweisen Abdichten einer Auslassöffnung mit einem
an dem Untergrund unter Zwischenschaltung einer Bauwerksabdichtung
befestigbaren Schieberrahmen, einem relativ verschieblich in dem
Schieberrahmen angeordneten Schieber, der eine Schieberebene definiert
und mittels einer Schieberdichtung, die mit einem Dichtungshalter
flanschartig befestigt ist, gegenüber dem Schieberrahmen abdichtbar
ist. Zum Aufbringen der erforderlichen Dichtungskraft umfasst eine
solche Schieberarmatur ein zwischen dem Schieberrahmen und der Schieberplatte
wirkendes Spannelement, welches mindestens eine an der Schieberplatte
ausgebildete und zur Schieberebene in einem Keilwinkel (α) geneigte
Keilfläche
aufweist.
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Die
Befestigung der Schieberdichtung erfolgt üblicherweise über einen
auf den Schieber aufgeschraubten Dichtungshalter, welcher die Schieberdichtung
flanschartig auf der Gegenseite des Schiebers umschließt.
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Derartige
Schieberarmaturen werden auch als Auf-Zu-Schieber bezeichnet, mit
denen wahlweise eine definierte Wassermenge durch die definiert geöffnete Auslassöffnung durchtreten
kann. Charakteristisch ist, dass der Schieber während der Relativbewegung im
Schieberrahmen durch Gleitkufen beabstandet zum Schieberrahmen gehalten
wird, um eine Beschädigung
der Schie berdichtung durch ungewünschte
Berührung
zu verhindern. Erst in der abgesenkten Schließposition liegt der Schieber
flächig gegen
die Schieberdichtung an. Üblicherweise
wird der Schieber über
eine mittels eines Elektromotors angetriebene Trapezspindel verstellt.
Das Anpressen des Schiebers gegen den Schieberrahmen unter Einschluss
der Schieberdichtung erfolgt über
Verspannmittel, die vorzugsweise zwischen der Schieberplatte und
dem Schieberrahmen ausgebildete, komplementär wirkende Spannkeile mit gegeneinander
beim Absenken der Schieberplatte im Schieberrahmen auflaufenden
Auflaufflächen.
Damit erfolgt beim Vertikalversatz der Schieberplatte im Verhältnis zum
Schieberrahmen gleichzeitig ein Horizontalversatz der Schieberplatte
im Schieberrahmen unter Andrücken der
Schieberdichtung.
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Der
Schieberrahmen nimmt den Schieber in Einbaulage schubladenartig
auf. Die Befestigung des Schieberrahmens an dem Untergrund vor der
Auslassöffnung,
vorzugsweise einer Betonwand, erfolgt üblicherweise über Ankerpratzen,
welche die seitlichen Führungsleisten
des Schieberrahmens in Einbaulage klammerartig umgreifen und mit
seitlich abragenden Auflageflächen
an dem Untergrund angedübelt
sind. Diese Ankerpratzen stehen somit seitlich von der Seite des
Schieberahmens ab und erfordern eine bestimmte Auflagefläche zur
Kompensation der auftretenden Kräfte.
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Die
eingesetzten Schieberdichtungen können unterschiedlich ausgebildet
sein. Häufig
werden nach Ihrer Form benannte Notendichtungen zur Realisierung
einer kraftschlüssigen
oder formschlüssigen Verbindung
eingesetzt. Die Materialpaarung des metallischen Schiebers auf der
aus Kunststoff bestehenden Notendichtung weist üblicherweise einen Reibkoeffizienten
von 0,7 bis 0,9 auf, so dass die Spindel zur Vermeidung einer Knickung
entsprechend dimensioniert sein muss. Auch der Elektromotor muss
folglich ein ausreichend großes
Drehmoment aufbringen können
und entsprechend dimensioniert sein. Daneben kommen für die Schieberdichtungen
mitunter auch formschlüssige
Dichtungen zur Anwendung, bei denen die Abdichtung durch hydraulische Beaufschlagung
der Wassersäule
erfolgt.
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Derartige
Schieberarmaturen mit Keilpressung zum Erzielen der Dichtkraft weisen
verschiedene Nachteile auf. Der wesentliche Nachteil besteht darin,
dass Bauwerksunebenheiten des Untergrunds einen Verzug des Schieberrahmens
und/oder des Schiebers hervorrufen können. Ein unkorrektes Montieren
oder Anziehen der Ankerpratzen beim Verdübeln kann ebenfalls einen Verzug
des Schieberrahmens bewirken. Da die Spannkeile nicht mehr gleichmäßig gegeneinander
auflaufen, können
unausgewogene Kraftverteilungen zu vollständigen oder punktuellen Undichtigkeiten
führen.
Mitunter werden die vorzugsweise als Chemieverbundanker ausgebildeten
Verbundanker dabei über
ihren zulässigen
Belastungsbereich hinaus beansprucht, was ebenfalls zu Undichtigkeiten
führen
kann.
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Die
Kompensation dieser Undichtigkeiten kann nur sehr aufwendig bauseits
erfolgen, da sie ja erst im Betriebszustand feststellbar sind. So
müssen im
Extremfall Taucher den Schieberrahmen demontieren und die Keilwinkel
der Spannkeile nachschleifen, um die ungewünschten Spannungen auszugleichen.
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Ausgehend
von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung
somit das technische Problem zugrunde, eine gehäuselose Schieberarmatur vorzusehen,
bei der die eingangs genannten Nachteile zumindest teilweise vermieden werden
und die insbesondere einfach nachstellbar ist, also bei der die
auftretenden Bauwerksunebenheiten oder Undichtigkeiten hervorrufende
Montagefehler einfach und kostengünstig kompensierbar sind.
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Die
Erfindung betrifft zusammengefasst somit eine nachstellbare Keilung
für gehäuselose Schieberarmaturen,
die vorzugsweise vierseitig dichtend sind, aber auch dreiseitig
dichtend ausgebildet sein können.
Die Spezifikation dieser Produkte ist in der DIN 19569, Teil 4,
niedergelegt.
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Diese
Aufgabe wird bei einer gehäuselosen Schieberarmatur
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
der Schieberrahmen ein zur Keilfläche korrespondierendes Gewinde umfasst,
dessen Mittelachse sich im Wesentlichen senkrecht zur Keilfläche erstreckt.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
bietet erhebliche Vorteile. Bei der Montage können nun mittels der in die
geneigten Gewinden eingedrehte Befestigungsbolzen, insbesondere
Madenschrauben, die Keilkräfte
gleichmäßig auf
den Rahmen übertragen
werden zur Kompensation von Unebenheiten und eventueller Spannungen
im Schieberrahmen. In Abhängigkeit
von den Bauwerksunebenheiten können
bei Verwendung mehrerer Madenschrauben diese individuell angezogen
werden. Ein gleichmäßiges Anziehen
ist somit erstmalig auch unter Vorspannung bis zur Abdichtung möglich. Es
handelt sich also um ein sehr einfaches Prinzip der „nachstellbaren
Keilung", die in
Einbaulage von vorne nachstellbar ist, auch wenn Wasser von hinten
an der Schieberplatte ansteht. Die Erfindung ermöglicht somit ein Nachstellen
auch unter Wasser ohne zerspannende Bearbeitung.
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Entscheidend
ist dabei, dass die Neigung des Keils im Vergleich zur Schieberplatte
aufgespannten Ebene der Neigung der Mittelachse der Bohrung des
Schraubengewindes entspricht.
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Vorzugsweise
umfasst der Schieberrahmen mehrere Keilflächen mit jeweils korrespondierenden Schraubengewinden.
Vorzugsweise sind vier Keilflächen
im Bereich der Ecken der Schieberplatte angeordnet. Zur Fixierung
der Madenschrauben oder Bolzen in ihren Sollpositionen sind diese
vorzugsweise konterbar, besonders einfach und stabil durch Kontermuttern.
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Das
Gewinde kann entweder direkt in den Schieberrahmen eingeschnitten
sein oder in einer Gewindebuchse ausgebildet sein, die natürlich einfacher
nachträglich
montierbar ist.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich dem
nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen, in dem ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Schiebers
anhand von drei Zeichnungen näher
erläutert
ist. Es zeigen:
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1 eine
Frontansicht der Schieberarmatur;
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2 eine
Seitenansicht der Schieberarmatur gemäß 1, teilweise
im Schnitt;
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3 eine
Draufsicht der Schieberarmatur gemäß 1; und
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4 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht des Schieberrahmens mit eingesetzter Schieberplatte, in
teilweiser transparenter Darstellung zur Verdeutlichung der Funktion.
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Gleich
oder gleich wirkende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Demnach
ist die in Ihrer Gesamtheit mit 2 gekennzeichnete Schieberarmatur
zum Abdichten einer rohrförmigen
Auslassöffnung 4 an
einer Betonwand 6 befestigt. Die Schieberarmatur 2 besteht
im Wesentlichen aus einem Schieberrahmen 8, welcher um
die Auslassöffnung 4 herum
mittels vier laschenartig seitlich von dem Schieberrahmen 8 abragenden
Ankerpratzen 9 über
Lastanker 10 mit der Betonwand 6 verdübelt ist.
Der Schieberrahmen 8 selbst ist in bekannter Weise ausgebaut
und besteht aus einem aus Stahlprofil gekanteten kastenartigen Körper, der
eine Rückplatte 12 und
sich quer zu der durch diese Rückplatte 12 aufgespannten
Ebene abragende seitliche Führungsschienen 14, 16 mit
im Wesentlichen C-förmigen
Querschnitt zur verschieblichen Aufnahme und Führung des plattenförmigen Schiebers 18 aufweist.
An dem unteren Ende weist der Schieberrahmen 8 eine sich
horizontal erstreckende Anschlagleiste 20 auf.
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Der
Schieber 18 ist im Verhältnis
zum Schieberrahmen 8 durch eine Trapezspindel 22 höhenverstellbar.
Diese Trapezspindel 22 läuft am oberen Ende in einer
Spindelmutter 24 und ist durch ein Spindelschutzrohr 26 außenseitig
umschlossen. Die Trapez spindel 22 ist oberseitig über eine
Wandkonsole 28 mit der Betonwand 6 beidseitig
verdübelt.
Die Drehung der Trapezspindel 22 zur Relativbewegung des
Schiebers 18 erfolgt durch einen auf den am oberen Ende
vorgesehenen Vierkantkonus 30 aufsetzbaren Elektromotor
(nicht dargestellt). In den 1 bis 3 ist
der Schieber 18 in seiner geöffneten Position dargestellt
und gibt die Auslassöffnung 4 somit frei.
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Durch
Drehen des Vierkantkonus 30 im Uhrzeigersinn wird der Schieber 18 im
Verhältnis
zu dem Schieberrahmen 8 abgesenkt und verschließt somit sukzessive
die Auslassöffnung 4.
Somit sind verschiedene Durchströmungsmengen
durch Einstellen verschiedener Öffnungsabschnitte
des Schiebers 18 einstellbar.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schieberrahmens 8 mit
eingesetzten Schieber 18, wobei die Führungsschienen 14, 16 des
Schieberrahmens 8 durchsichtig dargestellt sind zur Verdeutlichung
des Aufbaus der erfindungsgemäßen Keilung.
Sowohl der Schieberrahmen 8 als auch der Schieber 18 sind
vorzugsweise aus gekanteten Stahlprofilen mit einer Materialstärke von
3 bis 4 Millimetern gefertigt. Die Ankerpratzen 9 sind
seitlich abragend an den oberen und unteren Enden der Führungsschienen 14, 16 angeschweißt. Die
Ankerpratzen 9 bestehen aus U-förmigen Stahlprofil mit einer
Durchgangsbohrung für
die Lastanker 10 im Grund des U-Profils
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Deutlich
zu erkennen sind die auf den seitlich von dem Schieber 18 abragenden
Gleitschienen 19 angeordneten Keile 32, welche
die sich in Längsrichtung
der Gleitschienen 19 und Führungsschienen 14, 16 erstreckenden
Keilflächen
aufweisen. Die Keilflächen
haben einen Keilwinkel von 12 bis 20 Grad zur Ebene der Gleitschienen 19,
vorzugsweise einen Winkel von 15 Grad. Korrespondierend zu den Keilflächen sind
in der Frontseite der Führungsschienen 14, 16 Gewindebuchsen 34 eingeschweißt, in welche jeweils
durch Kontermuttern 36 gesicherte Madenschrauben 38 eingeschraubt
sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Neigungswinkel
der Gewindebuchse 34 im Verhältnis zur durch den vorderseitigen
Schenkel der Führungsschienen 14, 16 aufgespannten
Ebene im Wesentlichen im selben Winkel angeordnet, wie der Keilwinkel
des Keils 32. Durch diese Ausbildung wird gewährleistet,
dass die in Einbaulage vordere, plane Stirnfläche der Madenschrauben 38 flächig auf
der Keilfläche
aufdrückt
ist und keine Verkantung auftritt. Der Monteur kann den Schieber 18 so
beim Anziehen der Madenschrauben 38 unter Einklemmen der
kreisringförmigen
Schieberdichtung 40 gegen die Rückplatte 12 des Schieberrahmens 8 anpressen,
um so die erforderliche 4-seitige Abdichtung zu erzielen. Sollte
durch Bauwerksunebenheiten oder aus einem anderen Grund nunmehr
eine Undichtigkeit festgestellt werden, können die einzelnen Madenschrauben 38 nach
Lösen der
Kontermuttern 36 nachgezogen werden, um die gewünschte Abdichtung
zu erzielen.
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In 4 sind
auch die am oberen Ende des Schieberrahmens 8 vorderseitig
angeordneten Gleiter 42 erkennbar, auf denen der Schieber 18 beim Absenken
geleitet. In der Seitenansicht gemäß 2 sitzt
der Schieber 18 in der geöffneten Stellung rückseitig
auf der halbkreisförmigen
Gleiter 42 so auf, dass der Schieber 18 von der
Schieberdichtung 40 beabstandet ist und dieser Abstand
auch bis zum vollständigen
Absenken des Schiebers 18 in der in 4 dargestellten
Schließposition
beibehalten wird. Erst in dieser Schließposition greift der Gleiter 42 in eine
oberseitige Ausnehmung in der Gleitschiene 19 ein, so dass
der Schieber 18 flächig
gegen die Schieberdichtung 40 zur Anlage kommt. In dieser
wird er mit den Spannmitteln zur Abdichtung gegen die Schieberdichtung 40 gepresst.
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Für den Fachmann
ist ersichtlich, dass anstelle der seitlich an den Schieberrahmen
angeschweißten
Ankerpratzen 9 auch Ankerpratzen eingesetzt werden können, welche
den Schieberrahmen klammerartig umgreifen und nicht einteilig mit
dem Schieberrahmen 8 ausgebildet sind, ohne den Schutzbereich
der Erfindung zu verlasen.
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Der
Gegenstand der vorliegenden Erfindung geht auch aus der Kombination
der einzelnen Ansprüche
untereinander hervor. Alle in den Unterlagen, einschließlich der
Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die
in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als
erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination
gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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Bei
einer verschlechterten Ausführungsform kann
der zu einer Keilfläche
in Einbaulage korrespondierende Neigungswinkel des Gewindes auch
nur sehr gering oder gar nicht zur durch den vorderseitigen Schenkel
der Führungsschiene
aufgespannten Ebene geneigt sein.
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- 2
- Schieberarmatur
- 4
- Auslassöffnung
- 6
- Betonwand
- 8
- Schieberrahmen
- 9
- Ankerpratze
- 10
- Lastanker
- 12
- Rückplatte
- 14
- Führungsschiene
- 16
- Führungsschiene
- 18
- Schieber
- 19
- Gleitschiene
- 20
- Anschlagleiste
- 22
- Trapezspindel
- 24
- Spindelmutter
- 26
- Spindelstützrohr
- 28
- Wandkonsole
- 30
- Vierkantkonus
- 32
- Keil
- 34
- Gewindebuchse
- 36
- Kontermutter
- 38
- Madenschraube
- 40
- Schieberdichtung
- 42
- Gleiter