DE280775C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 280775 KLASSE 84«. GRUPPE

in NÜRNBERG.

Eiserne Schütze für Stauwehre. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juli 1913 ab.

Bei Schützenwehren treten an den unteren

Begrenzungsflächen infolge der Wirkung des

. mit großer Geschwindigkeit durch den Spalt zwischen Schütze und Sohle schießenden Wassers Saugwirkungen auf, die bei größeren Anlagen, bei denen die Lichtweite und Höhe bedeutend sind, solchen Einfluß auf die Beanspruchung der Schütztafel selbst, vor allem aber auf die · des Windwerkes haben, daß schwere Störungen

ίο entstehen. Um über die Größe dieses Einflusses ein Bild zu gewinnen, sei an dem Beispiel der Fig. i, welche eine Doppelschütze darstellt, eine einfache Rechnung angestellt.
Die untere Schütze α besitzt unter der Annahme, daß sie als Hohlkörper ausgeführt ist, einen Auftrieb, der bekanntlich gleich ist der von ihr verdrängten Wassermasse; er entspricht also der gestrichelten Fläche A. Diesem Auftrieb wirken entgegen:

i. das Eigengewicht der Schütze,

2. die Reibung, die durch den wagerecht wirkenden Wasserdruck auf der seitlichen Gleitbahn erzeugt wird,

3. die Wasserauflast, die durch den über die Sohlendichtung hinüberragenden Teil der Schütze gegeben wird und in Fig. 1 doppelt gestrichelt ist,

4. die Kraft, mit welcher die Schütze an der Wehrsohle haftet,

5. sonstige Reibungswiderstände an den Seitendichtungen usw.

Die Summe dieser Werte 1 bis 5 sei mit C bezeichnet.

Eine Kraft S, die die Schütze anheben soll, muß demnach sein: S=C— A.

Sobald die untere Schütze bis zu einer gewissen Höhe angehoben ist, fängt die bereits erwähnte Saugwirkung an, nämlich dann, wenn die Geschwindigkeit des Wassers einen von der Stauhöhe und gewissen anderen Einflüssen abhängigen Wert überschreitet. Dann löst sich der Wasserstrahl von der unteren Begrenzung der Schütztafel ab und bildet einen luftverdünnten Raum, welcher auf die Schütze eine Saugwirkung ausübt. Es soll nun die Größe der Kraft untersucht werden, die bei Ablösung des Strahles zur Schützbewegung erforderlich ist, wobei die Zugkraft (Saugwirkung) außer Acht gelassen ist. Der Auftrieb wird völlig verschwinden, d. h. A = O, dagegen kommt die ganze auf der Schütze ruhende Wassermenge als Auflast hinzu, nämlich die in Fig. 1 angekreuzte Fläche W. Die Werte 1 bis .5 = C bleiben, abgesehen von Wert 4, der verschwindet, was aber hier vernachlässigt werden soll, wie vorhin, es wird somit jetzt die erforderliche Hubkraft:

S₁=C + W.

Bei den Verhältnissen, wie sie in Fig. 1 gewählt sind und in Wirklichkeit häufig vorkommen, nämlich wenn die untere Schütztafel etwa die Hälfte der ganzen Stauhöhe einnimmt und wenn der Auftrieb A gleich dem Eigengewicht ist, welches mit E bezeichnet sei, und auch die nachher auftretende Wasser-

last W gleich dem Eigengewicht der Schütze ist, also A = E und W = E, lassen sich die beiden Gleichungen für die Hubkraft folgendermaßen ansetzen:

Hubkraft im Moment des Anhebens S = C — E,

Hubkraft nach dem Anheben S₁ = C + E.

Der Unterschied ist also gleich 2 E, und dieser Wert ist für die Berechnung des Hubwerkes und der Schütztafel selbst von großem Einfluß. In Wirklichkeit ist der Unterschied noch größer, nämlich = 2 E + Saugwirkung.
Ein Mittel zum Vermeiden dieser Unterschiede und zum Erhalten des Auftriebes bei gleichzeitiger Verhinderung von Saugkräften besteht darin, die Unterschütze auszuführen, wie in Fig. 2 angegeben. Hier ist der Staukörper (Stautafel) in seinem unteren Teil als einfache Platte ohne wesentliche Dicke ausgeführt; im oberen Teil dagegen ist die frühere kastenförmige Gestalt beibehalten. Man erreicht diese Form, indem die Blechhaut, die die eigentliche Stauwand bildet, vom oberen bis zum untersten Riegel, also von b bis c, auf der Oberwasserseite und von da bis zur Sohle d auf der Unterwasserseite angebracht wird. In diesem Falle hat man beim Anheben der Schütze wieder den Auftrieb wie vorhin, jedoch infolge der Lage der Sohlendichtung keine Wasserauflast. Kommt nun die Schütze in die Höhe, bei welcher sonst die Saugwirkung den Auftrieb vernichtete, so können die nunmehr an der Schneide, mit welcher die Schütze an der Sohle auf ruht, entstehenden Saugwirkungen keinen gefährlichen Einfluß mehr auf die Schütze ausüben, sie können den Auftrieb nicht vernichten, da die Wirkung des Wasserstrahls nicht bis in die Höhe des untersten Riegels c heraufreicht, mit anderen Worten: bei c findet keine Strahlablösung statt, und die Fläche c-e behält nahezu den gleichen von unten nach oben gerichteten Druck wie vorher. Es wird also auch nach dem Anheben immer eine Auftriebskraft bestehen bleiben, und somit werden auch die vom Windwerk auszuübenden Hubkräfte und die Beanspruchungen in der Schütze nur unwesentlichen Schwankungen unterworfen, die mit den vorhin errechneten nicht zu vergleichen sind.

Es kann nun der Fall eintreten, daß der Auftrieb größer wird als das Eigengewicht der Schütze, was besonders unangenehm bei in Ketten hängenden Wehrtafeln wäre. In diesem Falle kann man, um eine zusätzliche Belastung der Schütze durch Ballast usw. zu vermeiden, die schneidenartige untere Stauwand so nach der Oberwasserseite versetzt anordnen, daß der Auftrieb, vermindert um die jetzt wieder entstehende Wasserauflast, das Gewicht der Schütze nicht überschreitet. Durch entsprechende Verschiebung des untersten Teiles der Stauwand kann die Größe des Auftriebes und der Auflast nach Wunsch beeinflußt werden. Eine Darstellung dieser Ausführung zeigt Fig. 3.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist auf alle Wehrarten möglich, bei denen ein ■ Wehrkörper mit seiner Oberkante unter der Wasserfläche liegt, also z. B. auch auf Ver-Schlüsse für Schleusenumläufe, Talsperrengrundablässe usw.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eiserne Schütze für Stauwehre, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Blechwand im oberen Teil auf der Oberwasserseite und m unteren Teil auf der Unterwasserseite der Eisenkonstruktion des Wehrkörpers angeordnet ist, derart, daß der Schützkörper einen Auftrieb erfährt, während durch die schneidenartige Ausbildung des unteren Teiles das Zustandekommen von Saugwirkungen auf die Schütze beim Öffnen des Wehrs verhindert wird.

2. Schütze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Lage des unteren schneidenartigen Teiles der Blechwand zwischen der vordersten und hintersten Kante des untersten Querriegels (g), zum Zweck, den Auftrieb und die Wasserauflast des Schützkörpers in ihrer Größe zu beeinflussen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.