DE3714585A1

DE3714585A1 - Stauvorrichtung fuer einen wasserlauf

Info

Publication number: DE3714585A1
Application number: DE19873714585
Authority: DE
Inventors: Claus Pfeifenbring
Original assignee: PFEIFENBRING BAU
Current assignee: PFEIFENBRING BAU
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Stauvorrichtung zum ver änderlichen Anstauen eines fließenden Wasserlaufes an einer Staustelle, mit einer quer zum Wasserlauf zwischen den Seitenwänden der Staustelle anzuordnenden, im wesent lichen rechtwinkligen Stauklappe, an deren unterem Rand abschnitt ein scharnierartiges Gelenk mit einer parallel zum unteren Rand der Stauklappe verlaufenden Schwenkachse angeordnet ist, um welche die Stauklappe zur Veränderung der Stauhöhe des im Wasserlauf fließenden Wassers mittels eines Betätigungsmittels schwenkbar ist.

Insbesondere für kleinere bzw. relativ schmale Wasser läufe sind Stauanlagen bekannt, bei denen sog. Stau bohlen quer zur Fließrichtung des Wasserlaufes überein ander angeordnet und an schulterförmigen Anschlägen ab gestützt werden, wobei die Staubohlen vom Wasserdruck des angestauten Wassers fest gegen die an der Staustelle ausgebildeten, im wesentlichen senkrecht verlaufenden Anschlagkanten gepreßt und in Stellung gehalten werden. Soll dabei die Stauhöhe vergrößert werden, so wird eine weitere Staubohle aufgelegt, während bei einer Verringe rung der Stauhöhe eine oder mehrere der eingesetzten Stau bohlen entfernt werden. Diese bekannten Stauanlagen eignen sich, wie bereits ausgeführt worden ist, ersichtlich nur für relativ kleine Anlagen und sind selbst bei diesen keines wegs unproblematisch.

Bekannt sind weiterhin ähnliche Stauanlagen, bei denen die Staubohlen zur Abdämmung der natürlichen Durchflußöffnung nicht an seitlichen Anschlagkanten abgestützt, sondern in sog. Dammbalkenschlitzen gehalten werden, die an der Stau stelle in den Seitenwandungen des betreffenden Baukörpers (bspw. aus Beton; ggf. mit einer Auskleidung) ausgebildet werden. Für diese bekannten Stauanlagen trifft im übrigen im wesentlichen das Obengesagte ebenfalls zu.

Um bei einer Veränderung der Stauhöhe nicht jeweils einzelne Staubohlen hinzufügen bzw. entnehmen zu müssen, was insbe sondere bei völliger Freigabe der Durchflußbesperrung müh selig sein kann, kann es vorteilhaft sein, mehrere überein ander geordnete Staubohlen (Dammbalken) miteinander zu einem sog. Stau- oder Hubschütz zu verbinden, welches dann insge samt angehoben bzw. abgesenkt bzw. zur Freigabe des Durch flusses oder zur Durchführung von Reparaturarbeiten im ganzen gezogen und wieder gesetzt werden kann. Dieses erfolgt entweder von Hand oder, da dieses ebenfalls sehr mühselig ist, mittels Hebelkraft, einfachen mechanischen Hilfsmitteln wie bspw. Spindeln, oder aber auch mit re lativ komplizierten Antrieben, die ggf. zur Einhaltung bestimmter Wasserstände auch automatisch gesteuert bzw. geregelt werden können.

Die vorstehend beschriebenen Stauanlagen, wie sie früher mit in diversen Varianten ausschließlich Verwendung gefun den haben, sind zwischenzeitlich im Hinblick auf ihre Nachteile bis auf wenige Sonderfälle als weitgehend über holt anzusehen, da die zunächst für größere Stau- und Wehranlagen entwickelten und eingesetzten beweglichen Stauklappen sich zwischenzeitlich auch bei kleinen und kleinsten Bauwerken als vorteilhafter erwiesen haben.

Bei einer Stauklappen-Stauvorrichtung, wie sie eingangs beschrieben worden ist, kann die Stauklappe zur Veränderung der Stauhöhe mittels des Betätigungsmittels einfach, genau und kontinuierlich geschwenkt werden, wobei in der jeweils eingestellten Schwenkstellung der obere Rand der Stauklappe frei überströmt wird, wodurch im übrigen auch eine besonders schonende Abflußregulierung ermöglicht wird.

Trotz ihrer gegenüber den oben beschriebenen Stauanlagen erheblichen Vorteile sind jedoch auch die bekannten Stau klappen-Stauvorrichtungen mit beachtlichen Nachteilen ver sehen. Denn bei dem reltiv zur Stauklappe schwenkbaren Teil des Scharniergelenkes handelt es sich um eine bau werksgebundene Armatur, die fest in die Sohle des Wasser laufes eingebaut ist und mithin im sog. Dauerwasser liegt. Dieses hat zur Folge, daß die an der Sohle befestigten Armaturen der bekannten Stauklappen-Stauvorrichtungen in Verbindung mit den dort erforderlichen Dichtungen auch bei zwecksmäßigster Materialauswahl zumindest langfristig wartungsbedürftig sind. Eine Wartung mit Aufarbeitung oder ggf. erforderliche Erneuerung der Dichtungen und/oder der fest mit dem Bauwerk verbundenen Armatur ist jedoch ersichtlich nur nach Trockenlegung des jeweiligen Bau werkes möglich, wobei in den meisten Fällen hierfür nicht nur eine Abdämmung, sondern auch eine Umleitung des be treffenden Gewässers erforderlich ist. Dieses gilt auch dann, wenn die Stauklappe zwecks Wartung, neuer Konser vierung oder Austausch entnommen werden soll, da sie mit ihrem unteren Randabschnitt nur drehbeweglich und im übrigen fest, also nicht verschieblich, mit der bauwerksseitig ver ankerten Armatur verbunden ist und sich demgemäß nicht aus heben läßt, wie dieses bei Stauanlagen mit Staubohlen ins besondere auch in Stau- bzw. Hubschützausführung insoweit vorteilhafterweise der Fall ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Stauklappen-Stauvorrichtungen der eingangs be schriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer Nachteile ins besondere dahingehend zu verbessern, daß bei Wartungsarbei ten keine Umleitung des Gewässers mehr erforderlich ist, und daß sich nicht nur die Stauklappe, sondern auch die übrigen ggf. wartungsbedürftigen Elemente wie insbesondere die Armatur (Scharniergelenk) und die Dichtungen bei fließen dem Wasser ausheben und warten bzw. reparieren bzw. ersetzen lassen.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an dem relativ zur Stauklappe schwenkbaren Teil des Gelenkes eine auf die Sohle des Wasserlaufes auflegbare Auflegetraverse angeordnet ist, die mithin zwar mit der Stauklappe gelenkig verbunden ist, jedoch nicht mit dem Bauwerk verankert ist, so daß die gesamte Vorrichtung als eine Baueinheit eingesetzt und im Bedarfsfalle gezogen werden kann. Die Ausbildung einer insoweit relativ zum Bauwerk beweglichen Stauklappe hat man bisher von vorn herein als nicht praktikabel ausgeschlossen, weil man offenbar davon ausgegangen ist, daß das Scharniergelenk einer Stauklappe notwendigerweise einer bauseitigen festen Verankerung bedarf, was aber überraschenderweise nicht der Fall ist, da sich gezeigt hat, daß der vom Stauwasser aus geübte Staudruck die Auflegetraverse bei zweckmäßiger Aus bildung fest auf den Boden preßt.

Die Auflegetraverse ist bevorzugt in der Art einer Leiste ausgebildet, d.h. also in der Art eines Balkens, dessen Höhe erheblich kleiner ist als die quer zur Längsrichtung gemessene Breite, wobei die relativ geringe Höhe aus hydrau lischen Gründen zweckmäßig ist, da sie einen entsprechend geringen Strömungswiderstand bildet, während die im Vergleich hierzu große Auflagefläche mit dem wirkenden Staudruck auf die Sohle gepreßt wird. Dabei hat es sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, wenn die der Fließrichtung des Wassers entgegengerichtete Seitenfläche der Auflegetraverse rampen artig abgeschrägt ist.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß die Endabschnitte der Auflegetraverse bis über die Seitenränder der Stau klappe vorstehen und jeweils in einer an der betreffenden Seitenwand der Staustelle zu befestigenden Führungsschiene zu halten sind. Dabei können von den Endabschnitten der Traverse bevorzugt seitliche Rahmenträger hochstehen, die in die ortsfest anzuordnenden Führungsschienen einzuführen sind, wobei die seitlichen Rahmenträger an ihrem oberen Endabschnitt in an sich bekannter Weise mit einem Rahmen querträger verbunden sein können und zwischen dem Rahmen querträger und der Stauklappe das Betätigungsmittel ange ordnet und wirksam werden kann, welches bevorzugt aus Teleskoparmen besteht.

Auch bei bekannten Stauvorrichtungen der hier in Rede ste henden Gattung ist die Stauklappe i. allg. mittels einer Dich tung bodenseitig abzudichten, wobei bei der erfindungsge mäßen Stauvorrichtung bevorzugt vorgesehen ist, daß die Dichtung zwischen der Oberseite der Auflegetraverse und der Stauklappe angeordnet ist und darüber hinaus an der Auflegetraverse eine weitere Dichtung vorgesehen sein kann, mittels welcher die Auflegetraverse zur Sohle hin abzu dichten ist. Bei einer solchen Ausgestaltung bilden die beiden Dichtungen zusammen mit an den Seitenrändern der Stauklappe angeordneten Seitendichtungen bevorzugt eine Funktionseinheit.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbei spiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläu tert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Staustelle eines Wasserlaufes mit einer erfindungs gemäßen Stauvorrichtung im eingebauten Zustand;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der eingebauten Stauvorrichtung; und

Fig. 3 die Stauvorrichtung gemäß Fig. 2 un mittelbar vor dem Einsetzen bzw. nach dem Ziehen über der Staustelle (bspw. an einem Kran) hängend.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen eine im ganzen mit 1 bezeichnete Stauvorrichtung zum veränderlichen Anstauen eines in Richtung des Pfeiles 2 fließenden Wasserlaufes 3 an einer Staustelle 4. Die Stauvorrichtung 1 weist eine quer zum Wasserlauf 3 zwischen den Seitenwänden 5 der Stau stelle 4 angeordnete rechtwinklige Stauklappe 6 auf, die zur Erzielung einer maximalen Stauhöhe s, die im vorlie genden Falle 1,2 m beträgt, um einen Winkel α von 60° zur Horizontalen angestellt ist. Bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel handelt es sich um ein relativ kleines Staubauwerk. Die Breite der Stauklappe 6 beträgt 1 m, wäh rend ihre Länge L 1,2 m beträgt. Die Stauklappe 6 ist an ihrem oberen Rand mit einer Überlauftraverse 7 versehen und weist darunter bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel eine Bohlenbelegung 8 auf, die an Trägern 9 befestigt ist.

Um die Stauhöhe s im Bedarfsfalle verändern zu können, ist am unteren Rand der Stauklappe 6 ein im ganzen mit 10 bezeichnetes Scharniergelenk angeordnet, welches eine parallel zum unteren Rand der Stauklappe 6 verlaufende Schwenkachse 11 bildet, um welche die Stauklappe 6 zur Veränderung der Stauhöhe s aus ihrer in Fig. 1 darge stellten Einbaustellung gemäß dem Pfeil 12 mittels ei nes Betätigungsmittels 13 stufenlos bis in eine mit ge strichelten Linien dargestellte Horizontalstellung herunter schwenkbar ist, wobei das Betätigungsmittel 13 bei dem dar gestellten Ausführungsbeispiel aus Teleskoparmen besteht, die an den beiden oberen Eckpunkten der Stauklappe 6 an gelenkt sind.

Im Gegensatz zu bekannten Stauklappen-Stauvorrichtungen ist der relativ zur eigentlichen Stauklappe 6 schwenkbare Teil des Scharniergelenkes 10 nicht fest mit der Sohle 14 des Wasserlaufes 3 verbunden, sondern an einer auf die Sohle 14 auflegbaren Auflegetraverse 15 angeordnet. Die Auflegetraverse 15 ist in der Art einer Leiste ausgebildet, deren Höhe h beachtlich kleiner als ihre quer zur Längs richtung gemessene Breite b ist, wobei die der Fließrich tung 2 des Wassers entgegengerichtete Seitenfläche 16 der Auflegetraverse 15 abgeschrägt, d.h. also in der Art einer Rampe ausgebildet ist.

Um von vornherein eine möglichst gute Anlage und entsprechende Dichtung zwischen der Auflegetraverse 15 und dem darunter befindlichen Untergrund zu erzielen, ist die Auflegetraverse 15 nicht auf den natürlichen Boden des Wasserlaufes 3 auf gelegt, sondern auf eine Betonplatte 17, bei der es sich um ein Fertigteil handelt.

Die aus Beton bestehenden Seitenwände 5 der Staustelle 4 sind mit vertikal verlaufenden Schlitzen 18 versehen, die zur Erhöhung der Festigkeit mit Stahlauskleidungen od.dgl. versehen sein können und Führungsschienen bilden. In diese Führungsschienen 18 erstrecken sich die beiderseits über die Seitenränder der Stauklappe 6 vorstehenden Endabschnitte der Auflegetraverse 15. Außerdem sind in den die Führungs schienen bildenden Schlitzen 18 seitliche Rahmenträger 19 der Stauvorrichtung 1 angeordnet bzw. geführt, die an ihrem oberen Endabschnitt mit einem Rahmenquerträger 20 verbunden sind, an dem die Teleskoparme 13 angelenkt sind.

Zwischen der Oberseite der Auflegetraverse 15 und der Stau klappe 6 ist eine erste Dichtung 21 angeordnet. Mittels ei ner weiteren Dichtung, die in der Zeichnung nicht im einzel nen dargestellt ist, ist die Auflegetraverse 15 zur Sohle 14 - im vorliegenden Falle also zur Betonplatte 17 - abge dichtet, wobei die beiden Dichtungen gemeinsam mit in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten seitlichen Dichtungen die an den seitlichen Rändern der Stauklappe 6 angeordnet sind, eine Funktionseinheit bilden.

Bei der erfindungegemäßen Stauvorrichtung, die man im Hin blick auf ihre Ausgestaltung und Funktionsweise als Einsatz stau bezeichnen könnte, handelt es sich mithin ersichtlich um eine Stauvorrichtung, deren sämtliche Bauelemente bzw. Baugruppen eine zusammenhängende Baueinheit bilden, die als solche insgesamt von oben her in die seitlichen Führungen 18 der Staustelle 4 einzuführen bzw. im Bedarfsfalle aus diesen herauszuheben ist, wie dieses aus Fig. 3 ersichtlich ist. Fig. 3 zeigt die Stauvorrichtung 1 in hängender Anordnung über der Staustelle 4, wobei sie mittels eines Geschirrs 20 von einem Kran od.dgl. gehalten ist, unmittelbar vor dem Einsetzen in die Staustelle 4 bzw. unmittelbar nach dem Ziehen.

Es ist erkennbar, daß sämtliche Bauelemente einschließlich des gesamten Scharniergelenkes 10 und der daran angelenkten, frei auf die Sohle 14 auflegbaren Auflegetraverse 15 eine Baueinheit bilden, so daß bei Aufrechterhaltung sämtlicher Vor teile bekannter Stauvorrichtungen mit Stauklappe darüber hinaus der ganz erhebliche Vorteil erzielt wird, daß es für Wartungsarbeiten beliebiger Art nicht mehr eines Um leitens eines Wasserlaufes bedarf. Vielmehr kann die Stau vorrichtung 1 jeweils auf einfachste Art und Weise insge samt gezogen werden, wie dieses in Fig. 3 erkennbar ist, so daß sich mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gegen über vergleichbaren Stauvorrichtungen bekannter Art ganz erhebliche Vorteile erzielen lassen.

Bezugszeichenliste
(List of Reference Numerals) 1 Stauvorrichtung
2 Pfeil
3 Wasserlauf
4 Staustelle
5 Seitenwände (von 4)
6 Stauklappe
7 Überlauftraverse
8 Bohlenbelegung
9 Trägern
10 Scharniergelenk
11 Schwenkachse
12 Pfeil
13 Betätigungsmittel (Teleskoparme)
14 Sohle (von 3)
15 Auflegetraverse
16 Seitenfläche (von 15)
17 Betonplatte
18 Schlitze
19 seitliche Rahmenträger
20 Rahmenquerträger
21 Dichtung
22 Geschirr

Claims

1. Stauvorrichtung zum veränderlichen Anstauen eines fließenden Wasserlaufes, mit einer quer zum Wasserlauf anzuordnenden, im wesentlichen rechtwinkligen Stauklappe, an deren unterem Randabschnitt ein scharnierartiges Ge lenk mit einer parallel zum unteren Rand der Stauklappe verlaufenden Schwenkachse angeordnet ist, um welche die Stauklappe mittels eines Betätigungsmittels schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem relativ zur Stau klappe (6) schwenkbaren Teil des Gelenkes (10) eine auf die Sohle (14) des Wasserlaufes (3) auflegbare Auflege traverse (15) angeordnet ist.

2. Stauvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflegetraverse (15) in der Art einer Leiste aus gebildet ist, deren Höhe (h) erheblich kleiner als ihre quer zur Längsachse gemessene Breite (b) ist.

3. Stauvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die der Fließrichtung (2) des Wassers ent gegengerichtete Seitenfläche (16) der Auflegetraverse (15) in der Art einer Rampe abgeschrägt ausgebildet ist.

4. Stauvorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Auflegetraverse (15) eine Betonplatte (17) od.dgl. ange ordnet ist, deren ebene Oberseite als Auflagefläche für die Auflegetraverse (15) dient.

5. Stauvorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die End abschnitte der Auflegetraverse (15) bis über die Seiten ränder der Stauklappe (6) vorstehen und jeweils in einer an der betreffenden Seitenwand (5) der Staustelle (4) zu befestigenden Führungsschiene (18) zu halten sind.

6. Stauvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von den vorstehenden Endabschnitten der Auflegetraverse (15) seitliche Rahmenträger (19) hochstehen, die jeweils in eine Führungsschiene (18) einzuführen sind.

7. Stauvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die seitlichen Rahmenträger (19) an ihrem oberen Endabschnitt in an sich bekannter Weise mit einem Rahmenquerträger (20) verbunden sind.

8. Stauvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rahmenquerträger (20) und der Stauklappe (6) als Betätigungsmittel wirksame Teleskoparme (13) ange ordnet sind.

9. Stauvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (18) im wesentlichen senkrecht angeordnet sind.

10. Stauvorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, deren Stauklappe mittels Dichtungen bodenseitig und/oder seitlich gegen die Umgebung abzu dichten ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (21) zwischen der Oberseite der Auflegetraverse (15) und der Stauklappe (6) angeordnet ist.

11. Stauvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auflegetraverse (15) eine weitere Dichtung vor gesehen ist, mittels welcher die Auflegetraverse (15) zur Sohle (14) hin abzudichten ist.

12. Stauvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtungen zusammen mit an den Seitenrändern der Stauklappe (6) angeordneten Seitendichtungen eine Funktions einheit bilden.

13. Stauvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen als Lippen dichtungen ausgebildet sind.

14. Stauvorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bauelemente bzw. -gruppen eine zusammenhängende Bauein heit bilden, die als solche insgesamt von oben her in seitliche Führungen (18) der Staustelle (4) einzuführen bzw. im Bedarfsfalle aus diesen herauszuheben ist.