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Tor für Wasserläufe zu Schiffahrts- und Stauzwecken. Bei den bisher
gebauten Schiffahrtsstraßen werden die Staustufen durch Schleusen- oder Hebewerke
gebildet, mithin durch Bauwerke, welche das Fahrzeug während der Hebung oder Senkung
durch ein Tor gegen Oberwasser und ein zweites gegen Unterwasser abschließen. Die
Länge dieser Bauten und das Erfordernis großer Widerstandsfähigkeit gegen hohen
Wasserdruck verursachen erhebliche Baukosten. Hohe Schleusenstufen bedingen ferner
zumeist hohe Dämme für die Oberwasserstrecke und tiefe Einschnitte für die Unterwasserstrecke,
wodurch, abgesehen von den beträchtlichen Baukosten, der Grundwasserstand der Umgebung
zum Schaden der Landwirtschaft oft erheblich geändert wird. Auch ist die Abdichtung
der Kanaldämme zur Vermeidung von Sickerwasserverlusten mit hohen Kosten verknüpft.
Schleusen benötigen weiterhin so erhebliche Mengen von Wasser aus der zumeist wasserarmen
Scheitelhaltung, daß des öfteren Kanalentwürfe an dem Mangel von S,chleusungswasser
scheiterten. Endlich verursacht jede Schleuse hohe Betriebskosten und beträchtliche
Fahrtverzögerungen für die Schiffe.
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Diese Nachteile beseitigt vorliegende Erfindung, gemäß welcher der
Wasserlauf einer Schifffahrtsstraße durch eine größere Zahl einzelner Tore in kürzeren
Abständen abgeschlossen wird, welche in ihrer Gesamtheit einen Stufenkanal mit vielen
einfachen kleinen Wasserspiegelstufen von etwa ao cm Höhe bilden. Die Bauart der
Tore, welche nur durch geringen Wasserdruck beansprucht werden, ist einfach und
billig. Ein solcher Stufenkanal schmiegt sich leicht dem wechselnden Geländegefälle
an, verursacht mithin keine großen Erdmassenbewegungen und Anderungen der Grundwasserstände;
auch teuere Dichtungen des Kanalbettes werden überflüssig. Der Wasserverbrauch bei
Durchgang eines Schiffes durch ein Tor beträgt zufolge der
geringen
Wassergeschwindigkeit bei niedrigem Gefälle nur einen Bruchteil des Schleusungswassers.
Das Schiff öffnet durch die im Fahrzeuge nach dem Trägheitsgesetz vorhandenen Energiemengen
leicht selbst das Tor, welches sich nach Schiffsdurchgang im Bestreben nach Wiederherstellung
des ursprünglichen Gleichgewichts von selbst wieder schließt. 'Mithin entstehen
keine Fahrtverzögerungen und, da die einfachen Tore ohne örtliche Wartung sein können,
auch keine oder nur geringe Betriebskosten. Die selbsttätige Wirkung der Tore wird
zunächst dadurch erzielt, daß besonders angreifende Kräfte am freibeweglichen, doppelflügeligen
Drehtor seine Öffnung durch den kleinen Oberwasserstau verhindern. Solche Tore sind
bereits bekannt: in der Patentschrift 22,9535 wird ein Tor '.beschrieben, t bei
welchem Schwimmerrollen diese angebrachte Kraft als Auftrieb enthalten, welch letzterer
durch Niederdrücken der Schwimmer mittels des durchfahrenden Schiffes vorübergehend
aufgehoben wird und somit der Oberwasserdruck das 'ungehemmte ;Tor aufdrückt. In
der Patentschrift 3335-6 liegt die Gegenkraft gegen den Wasserdruck in dem wagerechten
Gewichtsanteil des nach Art einer Falltüre mit schräger Drehachse gegen das Oberwasser
gelehnten Tores. Hierin liegt ein Vorteil, weil Schwimmer undicht, mithin unzuverlässig
werden können und die Vorrichtung sehr verwickelt gestalten. Das Ziel der neuen
Erfindungsaber ist, diese einfache Gewichtswirkungqder Tore selbst gegen den Oberwasserdruck
beizubehalten, indessen die Tore so auszustatten, daß die bei dem bekannten Tore
notwendige Zuhilfenahme besonderer durch das Schiff ausgelösten Kräfte für die Torbewegung
entbehrlich wird.
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Wenn das Schiff das Tor unmittelbar durch seinen Körper selbst aufstoßen
soll, dann ist dies aus praktischen Gründen nur möglich, wenn=die` beiden Torflügel
schräg in der Fahrtrichtung stehen und das Schiff in den hierdurch gebildeten Winkel
einfährt, mithin die Flügel mehr seitlich auseinanderschiebt als aufstößt. Dies
führt zu der Erkenntnis, daß die Torflügel für Bergfahrt anders gerichtet sein müssen
als für die Talfahrt und zu der weiteren, daß dann die Tore sich bezüglich des Haltens
des Oberwasserstaues und ihrer Bewegung bei Schiffsdurchfahrt bei Bergfahrt grundsätzlich
anders verhalten als bei Talfahrt, somit je für Berg- und für Talfahrt eine andere
Torbauart mit anderer Wirkungsweise erforderlich ist. Praktisch einwandfrei wird
diese Toranwendung ferner erst dann, wenn es, wie nachfolgend beschrieben, gelingt,
die Stauwirkung am Tore während des Schiffsdurchganges in einer für die Erleichterung
der Toröffnung günstigen Weise durch vorübergehende rasche Stauänderung zu beeinflussen.
Demnach ist notwendig i. Die beiden geschlossenen Torflügel stehen in der Fahrtrichtung
des Schiffes schräg in ungefähr rechtem Winkel zueinander, so daß das Schiff, an
den schrägen Flügeln gleitend, aber nicht aufstoßend, mit seinem Bug die Flügel
hebend, am Winkel auseinanderschiebt.
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a. Der Wasserberg vor dem Vordersteven wird am Ablauf nach dem Bug
des Schiffes durch nachgiebige Hindernisse gehemmt, die sich an den Schiffskörper
noch vor dem Öffnen des Tores anlehnen und so den Wasserraum hinter dem Tor absperren.
Der in diesem Raum zwischen Hindernis und Tor sich ziemlich rasch ,:eindrängende
Schiffskörper verursacht durch seine Wasserverdrängung ein sofortiges Steigen des
Wasserspiegels an dieser Stelle. Bei Talfahrt vergrößert sich dadurch der Stau,
bei Bergfahrt wird er dagegen aufgehoben; es wird sogar ein Stau von der Unterwasserseite
aus auf das Tor erzielt. In beiden Fällen bewirkt diese Erscheinung zufolge der
besonderen, weiter unten beschriebenen Bauart der Tore nicht nur eine Verminderung
der zum Öffnen erforderlichen Kraft, sondern sogar ein vorauseilendes selbsttätiges
Öffnen der Tore, so daß das Schiff nunmehr die schon teilweise geöffneten Tore durch
Auseinanderdrängen ihrer Flügel ganz zu öffnen hat. Das bei Durchgang abgeschlossene
und erhöhte Wasser hinter dem Tor wirkt also als Stoßkissen.
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Die schräg flußabwärts gerichteten Flügel des Tores werden für die
Talfahrt in bekannter Weise durch ihr Eigengewicht bei schräger Anordnung der Drehachse
nach Art der Falltüren gegen das stauende Oberwasser geschlossen gehalten. Die schräg
flußaufwärts gerichteten Flügel des Tores für die Bergfahrt schließen sich als eine
Art Stemmtore gegen den Wasserdruck. Während das erste Tor nach der bereits bekannten
Wirkungsweise sich leicht durch- das Schift öffnen läßt, würde ein Aufdrücken des
letzteren durch das Fahrzeug einen erheblichen Kraftaufwand verbunden mit unzulässiger
Stoßwirkung bedingen, wenn dies nicht zufolge einer besonderen Bildung der Torflügel
vermieden würde.
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Die Vorgänge sind also für jedes der beiden Tore beim Schiffsdurchgang
verschieden, woraus sich auch ihre verschiedene bauliche Anordnung erklärt, die
aus den Abbildungen ersichtlich ist. Es stellt dar: Abb. i eine Aufsicht auf die
geschlossenen Tore, Abb. 2 eine Aufsicht auf die geöffneten Tore, Abb. 3 einen lotrechten
Schnitt in der Fahrtrichtung mit Ansicht nach der Kanalachse.
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Im einzelnen ist folgendes zu bemerken i. Das Tor der Talfahrt besteht
aus zwei windschiefen Torflügeln c, d, die beiderseits in Lagern
e, f (etwa an eingerammten Walzeisen g, h befestigt) eingehängt werden. Die
Lager bilden die schräge Drehachse der Flügel, nach
Art der Falltüren,
so daß das sich hebende Tor durch sein Gewicht sich gegen das stauende Oberwasser
anlehnt. An den Torkanten sind Rollen oder Walzen i (etwa Rundhölzer) angebracht,
die an den Wänden des die Flügel auseinanderdrückenden durchfahrenden Schiffes y
rollen und dadurch ein Schleifen der Torkanten verhindern. Die Tore bilden in dieser
Anordnung windschiefe Flächen, welche sich aus geraden Rahmenteilen bilden lassen.
CTberschüssiges `'Wasser strömt durch einen Spalt zwischen den beiden Rollen i.
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Das in Fahrtrichtung s ankommende Schiff v schiebt sich zwischen deri
Rändern von beiderseits senkrecht zur Fahrtrichtung angeordneten lotrechten Dämme
und nachgiebigen Scheidewänden L ein, die beispielsweise aus starken Weideruten
oder elastischen Drähten gebildet sind, welche etwa zwischen einem eingerahmten
Profileisen k und einer Platte m eingeklemmt werden.
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Der Stau w erhöht sich vor Ankunft des Schiffes am Tor durch Steigen
des Wasserspiegels im Stauraum zwischen den Torflügeln c, d einerseits und
den Scheidewänden L anderseits infolge von Wasserverdrängung durch den Schiffskörper.
Die Torflügel öffnen sich zum Teil, werden durch das Schiff auf ganze Schiffsbreite
auseinandergeschoben und fallen nach seinem Durchgang durch ihr Gewicht selbsttätig
abschließend wieder zu. Nach der Uferböschung ist bei der als Beispiel angeführten
Bauweise eine leichte Abschlußwand o etwa aus gerammten Dielen erforderlich.
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2. Das Tor der Bergfahrt. Die Tore sind zweckmäßig lotrecht. Die beiden
Torflügel sind etwa in ihrer Mitte drehbar um eine lotrechte Achse y, die zugleich
die Kante eines rechteckigen Rahmens y ist, der, wie eine Türe drehbar, je am Profileisen
la und t hängt. Der Rahmen wird durch eine Hemmung, etwa durch Taue at am
gerammten Profileisen k, bei geschlossenem Tor in seiner Lage festgehalten,
so daß er durch den Stau"w nicht weiter flußabwärts getrieben werden kann. Die beiden
Torflügel werden durch den Stau dadurch geschlossen gehalten, daß die Flächen zwischen
Drehachse r und Tormitte etwas größer gewählt sind als die Flächen hinter dem Rahmen.
Die Torflächen werden durch die Stauströmung daher stets nach der Torschlußstellung
gedreht und legen sich mit ihren etwas kleineren Teilflächen unter leichtem Druck,
der gleich dem Unterschiede der beiderseitigen Flächendrucke ist, an die Rahmen
q an.
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Ein ankommendes Schiff y vermag das Tor, wie aus Abb. a ersichtlich,
leicht zu öffnen, weil es die Torflächen P nicht gegen das Oberwasser aufdrückt,
sondern nur um ihre lotrechte Achse y dreht. Auf den Torflügeln sind je 2 Rollen
z" mit wagerecht umlaufendem Tau ü, das sich an die Schiffswand anlegt und, mit
dieser gleichlaufend, eine Reibung der Schiffswand am Tor bei Schiffsdurchgang verhindert.
Das aus Richtung s anfahrende Schiff dreht zunächst die Torfläche um ihre Achsen
y und schiebt unter Lockerung des Taues die Rahmen q auseinander.
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Auch hier bewirkt infolge Verdrängung des Wassers durch den Schiffskörper
im Raum zwischen L, yt und dem Tor der Raumabschluß durch nachgiebige Zwischenwandungen
l die Aufhöhung des Wasserspiegels und ein dadurch erleichtertes Öffnen, in diesem
Fall durch Vernichtung des Staudruckes w. Durch die Strömung nimmt der Rahmen q
nach dem Schiffsdurchgang wieder seine Ruhestellung mit gespanntem Tau z, ein und
ihr Druck auf die größeren Torflächen in der Tormitte bewirkt hierauf deren Drehung
um die Achse y und Torschluß. Gegen Hemmungen der Torbewegung durch etwaige Sohlenaufhöhung
sichert die Ausbildung des unteren Teiles der Torflächen als bewegliche Tafeln oder
Stoffahnen x.
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Ein Anschlag auf der Sohle braucht, falls er überhaupt nötig ist,
nur bei Tor c, d vorgesehen zu werden.