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Einrichtung zum Antrieb der Umlaufverschlüsse von Schleusen Die Umlaufverschlüsse
von Schiffafirtsschleusen müssen bei Betriebsstörungen möglichst schnell geschlossen
werden können, um den Wasserzu- und -abfluß sofort zu sperren. Die Üffnungsgeschwindigkeit
der Verschlüsse darf dagegen nicht zu groß sein, damit beim Füllen bzw. Leeren der
Schleusenkammern eine bestimmte sekundliche Wassermenge nicht überschritten wird.
Die in der Kaminer befindlichen Schiffe-würden bei zu großen Wassergeschwindigkeiten
sehr stark in Bewegung geraten, so daß sie mit den gewöhnlichen Haltetrossen nicht
mehr zu halten wären. Die genannten Forderungen lassen sich beim Antrieb durch Gleichstrommotoren
mit Hilfe der Leonardschaltung in einfacher Weise erfüllen. Beim Antrieb mit Drehstronimotoren
ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, weil diese Motoren stets mit im wesentlichen
gleicher Geschwindigkeit laufen. 1's wurde bereits vorgeschlagen, beim Öffnen der
Schleusenumlaufverschlüsse die Verschlüsse selbsttätig in bestimmten Zeitabstünden
nur kurzzeitig zu bewegen, die Verschlüsse also schrittweise zu öffnen. Die Durchflußinenge
kann dann auch bei hohen Drehzahlen der Antriebsmotoren klein gehalten werden.
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Bei Schleusen mit wechselnder Gefällshöhe, beispielsweise bei Schleusen,
die- einen Binnenhafen finit einem Fluß verbinden, oder bei Seeschleusen, deren
Gefälle sich mit Ebbe oder Flut ändert, ergeben sich nun Schwierigkeiten dadurch,
daß bei einem stets gleichbleibenden Öffnungsvorgang der Verschlüsse die sekundliche
Durchflußinenge entsprechend der jeweils vorhandenen Gefällshöhe verschieden groß
ist.
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Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Antrieb der Umlaufverschlüsse
solcher Schleusen, und sie soll die Aufgabe lösen, daß auch bei wechselnder Gefällshöhe
stets etwa die gleiche sekundliche Durchflußmenge beibehalten «erden kann. Erfindungsgemäß
«-erden die Verschlüsse, welche in bekannter Weise schrittweise bewegt werden. mit
einer Vorrichtung ausgerüstet, durch welche selbsttätig oder von Hand die Schrittlänge
oder Schrittzahl des Bewegungsvorganges bzw. beide Größen geregelt werden können.
Zur Anpassung des Bewegungsvorganges der Schleusenumlaufv erschlüsse an die jeweils
vorhandene Gefällshöhe wird diese Regelung von dem Gefälle abhängig gemacht, wozu
die für derartige Regeleinrichtungen bekannten Apparate, insbesondere Schwiininer,
benutzt werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Der Asynchronmotor z dient zum Antrieb eines Schleusenuinlaufverschlusses. Er wird
durch die Schaltschütze 2 und 3, je nachdem der Verschluß geöffnet oder geschlossen
werden soll, in dem einen oder anderen Sinne an die Phasen RS'T eines Drehstromnetzes
angeschlossen. Zur Steuerung der Schütze :2 und 3 dient
ein Walzenumschalter
4 mit den drei Schaltstellungen o, I. II. Die Stellung o entspricht dem Stillstand,
die Stellung I dem öffnen und die Stellung 1I dem Schließen des Schleusenumlaufverschlusses.
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Der Motor i wird durch einen Schaltapparat 5 derart gesteuert, daß
beim Öffnen des Schleusenumlaufverschlusses das Schütz 2 in bestimmten Zeitabständen
für kurze Zeitabschnitte eingeschaltet und dann wiederausgeschaltet wird. Zu dem
Zweck sind in dem Schaltapparat 5 auf einer Welle 5o eine Reihe von N ockenscheiben
5 i bis 56 angeordnet, die über ein Getriebe 61 von einem Drehstrommotor 6o angetrieben
werden. Zum Einschalten des Motors 6o dient das Schütz ; . Die N ockenscheiben 51
bis 56 sind mit -Nocken 5io, 52o bis 56o versehen, die in der Umfangsrichtung der
N ockenscheiben gegeneinander um ein bestimmtes Maß versetzt und außerdem von verschiedener
Länge sind. Durch die Nocken werden -Schalter 511, 521 bis 561 ein- und ausgeschaltet,
die zur Steuerung des Schützes 2 dienen.
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Uin gemäß der Erfindung die Zahl der Üffnungsschritte des Schleusenumlaufverschlusses
von der jeweils vorhandenen Gefällshöhe abhängig zu machen, ist ein Schwimmerschalter
8 vorgesehen. Dieser wird durch den Schwimmer 8i gesteuert. Auf der Walze des Schwimmerschalters
sind Kontaktschienen angeordnet, die je nach dem Wasserstande einen Kontaktfinger
82 über Kontaktfinger 83, 84, 85 finit den Schaltern 574 581, 591 verbinden.
Diese Schalter werden von Nockenscheiben 57, 58 und 59 gesteuert, die auf der Welle
5o angeordnet sind und ebenso wie die Nockenscheiben 5 i bis 56 von dem Motor 6o
angetrieben werden. Die zur Steuerung der Schalter 571, 581, 59i dienenden
Einkerbungen in den N ockenscheiben 57, 58 und 59 sind in der Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt angebracht.
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Im Stromkreis der Betätigungsspulen der Schützen :2 und 3 liegen Hilfskontakte
2i, 22, 23, 24, 31 und 32.
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Die Wirkungsweise der Antriebsleitung ist folgende: Wenn die Schleusenumlaufverschlüsse
geöffnet «-erden sollen, wird der Walzenumschalter 4 in die Schaltstellung I gebracht.
Dadurch werden die Kontaktfinger 41, 42 und 43, 44 miteinander verbunden. Über die
Kontaktfinger 43 und 44, den Schalter 5 i i des Schaltapparates 5 und den in der
Einschaltstellung befindlichen Kontakt 9i eines Endausschalters g wird das Schütz
2 eingeschaltet. Der Motor i läuft an und beginnt die Umlaufverschlüsse zu öffnen.
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Über die Kontaktfinger 41, 42 des Walzenumschalters 4, den Kontakt
92 des Endaus-Schalters 9 wird gleichzeitig das Schütz; eingeschaltet, das den Antriebsmotor
6o für den Schaltapparat 5 an das Drehstromnetz RST anschließt. Dadurch werden die
N ockenscheiben 5 i bis 59 in Bewegung gesetzt. Nach kurzer Zeit v erläßt
der Schalthebel des Schalters 511 den Nocken 5io der Scheibe 51. Dadurch wird der
Stromkreis des Schützes :2 unterbrochen und der Motor i stillgesetzt. Der Umlaufverschluß
ist jetzt um einen kleinen Teil des gesamten Weges geöffnet worden, die Schleusenkaininer
beginnt sich langsam zu füllen.
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Nach Ablauf einer bestimmten Zeit, die von der Drehzahl des Motors
6o und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 61 abhängt, wird der Schalter 52i
durch den Kokken 52o eingeschaltet, das Schütz 2 spricht an und schaltet den Antriebsmotor
i ein. Der Umlaufverschluß wird wieder in Bewegung gesetzt. Es wiederholt sich jetzt
das gleiche Spiel nacheinander bei allen Nockenscheiben 51, 52 bis 56. Die Schalter
534 541, 551 und 561 werden durch die Nocken 530, 540, 550, 56o nacheinander
für eine bestimmte Zeit, die von der Länge der Nocken abhängig ist, eingeschaltet.
' Der Umlaufverschluß der Schleuse wird somit nach einem ganz bestimmten Gesetz
schrittweise geöffnet. Die Länge der Nocken 510, 52o bis 56o `wird zweckmäßig
so bemessen, daß die sekundlich durch den Umlaufverschluß eintretende Wassermenge
möglichst gleichbleibt. Die Noklcenlänge muß dementsprechend bei den ersten Nocken
klein sein, weil beim Beginn der Kammerfüllung ein größeres Gefälle vorliegt als
am Ende. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Nocken 56o erheblich länger
als der Nocken 51o. Gegebenenfalls kann der Schaltapparat 5 so konstruiert sein,
daß die gegenseitige Lage der Nocken und ihre Länge auf verschiedene Werte eingestellt
werden können.
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Wenn der Umlaufverschluß ganz geöffnet ist, schaltet der Endausschalter
9 selbsttätig aus, der Kontakt 9i dieses Schalters unterbricht die Stromzuführung
zum Schütz 2 und der Kontakt 92 die Zuleitung zum Schütz;. Beide Antriebsmotoren
i und 6o werden stillgesetzt.
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Nach beendeter Öffnungsbewegung legt der Schleusenwärter den Walzenumschalter
in die »Halt<,-Stellung zurück. Dadurch wird die Spule des Schützes 7 über die
Kontaktfinger 46 und 47 des Walzenumschalters 4, die Kontaktfinger 82 und 83 des
Schwimmerschalters 8, den Schalter 591, die Kontakte 21 und 22 des ausgeschalteten
Schützes :2 an Spannung gelegt. Der Schalter 59i des Schaltapparates 5 ist dabei
eingeschaltet, weil die Pockenscheibe 59 sich in einer anderen Stellung
befindet
als in der in der Zeichnung da.-gestellten Nullstellung des Schaltapparates ;. Der
Antriebsmotor 6o wird jetzt durch das Schütz ; wiedereingeschaltet und dreht die
Nockenscheibe 59 so lange, bis der Schaltliebcl des Schalter: 59i in die Kerbe der
ken#cheibe einfällt und den Stromkreis des Schützes ; unterbricht, so daß der Motor
6o wieder stillsteht. Der Schaltapparat ist dann wieder in die in der Zeichnung
dargestellte Stellung zurückgekehrt.
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Die vorstehend beschriebene Öffnung des Unii_aitfverschlusses in sechs
Üfnungsschritten ergibt nur bei einem bestimmten Gefälle zwischen Ober- und Unterwasser
die gewünschte sekundliche Wassermenge. Um diese Wassermenge auch bei anderen Gefällshöhen
annähernd gleich groß zu halten, ist erfindungsgemäß der Sch-,vimtnerschalter 8
angeordnet, der in folgender Weise die Zahl der Öffnungsschritte verändert.
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Steigt der Wasserstand, wird der Schwimnier 8i angehoben und bei einem
bestimmten Maß des Anstiegs wird die Verbindung zwischen den Kontaktfingern 82 und
83 des Schwimmerschalters 8 aufgehoben und dafür eine Verbindung zwischen den Kontaktfingern
82 und 8.4 hergestellt. Geht diese Wasserstandsänderung beispielsweise bei stillstehendem
Schleusenuinlaufverschluß vor sich. so wird das Schütz;, dessen Stromkreis bei dem
in der Zeichnung dargestellten Wasserstand in der Nullstellung des Schaltapparates
5 durch den Schalter 591 unterbrochen war, iiuiiinehr über den Schalter 581 geschlossen.
Der Motor 6o läuft an und dreht die Welle 5o so lange, bis der Schalthebel des Schalters
58i in die Kerbe der Nockenscheibe 58 einfällt, den Stromkreis des Schützes ; unterbricht
und den Motor 6o wieder stilisetzt. Mit der Lockenscheibe 58 sind auch alle anderen
N ockenscheiben um ein bestimmtes Stück nach links gedreht; in der gezeichneten
Anordnung des Schaltapparates 5 so weit, daß- der Schalter 531 durch den Nocken
730 geschlossen wird.
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Wird in dieser Stellung der «'alzenunisctialter d. in die ()fnvngsstellung
gelegt, so wird der Schleusenuinlaufverschluß nicht wie vorher in sechs Schritten,
sondern in vier Schritten geöffnet. Die Schrittlänge ist dabei «-feder gegeben durch
die Länge der Nocken 5.40, 550 und 5(,o. Dein kleineren Gefälle ist damit
Rechnung getragen. weil der Schletisellumlaufverschluß nunmehr bereit beim ersten
()ffntingsscliritt tim eine größere Strecke geöffnet wird als vorher bei dem riflereli
Gefälle. Steigt der Unterwasserspiegel noch weiter, so wird der Kontaktfinger 82
des Schwirninerschalters 8 mit dem Kontaktfinger 85 verbunden. Die Ausgangsstellung
des Schaltapparates 5 ist dann durch die Nockenscheibe gegeben, deren Kerbe so angebracht
ist, (!all in der -Nullstellung des Schaltapparates 5 der Schalter 541 durch den
Nocken 5d.o der ockenscheibe 54. eingeschaltet ist. Bei diesein Wasserstande wird
der Schleusenumlaufverschluß in drei Schritten geöffnet.
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Der Schwimmerschalter muß in einem besonderen Schacht so aufgestellt
werden, daß der Schwimmer den Wellenbewegungen nicht ausgesetzt wird.
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Die selbsttätige Beeinflussung des Schaltapparates 5 in Abhängigkeit
von dem Wasserstande kann man auch fortlassen und dafür einen von Hand einzustellenden
Schalter im Steuerraum aufstellen. Dieser wird von dem für den Antrieb der Schleusen
verantwortlichen Beamten von Zeit zu Zeit, d. h. sobald sich das Gefälle wesentlich
geändert hat, eingestellt.
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Zum Schließen des 'Verschlusses wird der Umschalter d. in die Stellung
II gelegt. Über die Kontakte 44 und 45, den bei geöffnetem Verschluß geschlossenen
Endschalterkontakt 93 und die bei ausgeschaltetem Schütz :2 geschlossenen Hilfskontakte
23 und 24 wird dann das Schütz 3 erregt. Der Motor i wird eingeschaltet und schließt
den Schleusenumlaufverschluß mit größtmöglicher Geschwindigkeit; das Schrittschaltwerk
5 hat auf diese Schließbewegung keinen Einfluß. Nach Vollendung der Schließbewegung
wird der Kontakt 93 geöffnet und der Motor i durch das Schütz 3 wiederabgeschaltet.
Der Steuerstromkreis für das Schütz 2 ist über die Hilfskontakte 31 und 3-2 Jetzt
wieder einschaltbereit.