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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schließen oder Regeln der Durchlassfläche eines Durchlasses,
beispielsweise ein Ventil oder ein Wehrverschluss, wobei die Vorrichtung
mit einem Rahmen und einer Schiebeplatte aufweist, die zwischen
einer offenen Position und einer geschlossenen Position und jeder
beliebigen Position dazwischen verstellbar ist, wobei die Schiebeplatte
in bezug auf den Rahmen gleitend verschiebbar ist, wobei der Rahmen
an einer Wand anbringbar ist, in welcher sich der mittels der Vorrichtung
schließbare
und/oder regelbare Durchlass befindet, wobei die Vorrichtung mit
zwei Führungen
versehen ist, die jeweils mit einem ersten Führungsteil und einem zweiten
Führungsteil
versehen sind, das zum Zusammenwirken mit dem ersten Führungsteil
vorgesehen ist, um die Bewegung der Schiebeplatte in bezug auf den
Rahmen gleitend zu führen,
wobei die Vorrichtung ferner mit einer Antriebseinrichtung zum Verstellen
der Schiebeplatte in bezug auf den Rahmen versehen ist.
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Bei
den gegenwärtig
bekannten Ventilen oder Wehrgattern, insbesondere Ventilen und Wehrgattern,
die sehr hohen Arbeitsdrücken
widerstehen sollen, müssen
die Führungen,
in denen die Schiebeplatte gelagert ist, besonders schwer ausgebildet sein.
Dies ist in der Tatsache begründet,
dass bei den bekannten Ventilen die Führungen durch die Schiebeplatte
nicht symmetrisch belastet sind. Bei den bekannten Ventilen und
Wehrgattern sind die Führungen
oft durch ein U-förmiges
Profil gebildet, dessen einer Schenkel an der Wand anliegt, an welcher
das Ventil angebracht ist, während
die Basis des U sich senkrecht zu der Wand erstreckt und der zweite Schenkel
in ein an der Schiebeplatte befestigtes Führungsprofil eingreift. Wenn
ein hoher Druck auf die Schiebeplatte aufgebracht wird, werden die
zweiten Schenkel der U-förmigen
Führungen
nach außen
gebogen. Die Basen der U-förmigen
Führungen
neigen ebenfalls dazu, sich nach außen zu biegen. Um dieses Auswärtsbiegen
zu ver hindern, sind die U-förmigen
Führungen
sehr schwer ausgeführt,
und oft sind schwere Konsolen gegen die Führungen angeordnet. Es ist
ersichtlich, dass derartige schwere Führungen und schwere Konsolen
den Materialaufwand und somit die Gestehungskosten des Ventils oder
der Wehrklappe erheblich erhöhen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass in
US
240 564 eine Schleuse beschrieben ist, welche an einem Rahmen
gleitend verschiebbar angeordnet ist, wobei der Rahmen zwei Führungen
mit Reibrädern
umfasst, um ein leichtes Bewegen der Schleuse im Falle von gegen
dieses anstehendem Wasserdruck zu ermöglichen.
US-A-4 848 962 beschreibt
eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
Erfindung sieht eine verbesserte Vorrichtung vor, bei welcher die
Führungen
relativ leicht ausgeführt
sein können,
während
Vorrichtung dennoch sehr hohen Drücken widerstehen kann.
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Zu
diesem Zweck ist die Vorrichtung des im Eingangsabsatz beschriebenen
Typs dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Führungsteil ein kastenförmiges Profil
aufweist, das mit einer Basis, zwei mit der Basis verbundenen Schenkeln
und einander zugewandten Flanschen versehen ist, welche zusammen
den Durchlass begrenzen, wobei sich die Schenkel im Wesentlichen
senkrecht zu der Schiebeplatte erstrecken, und wobei die Flansche
und die Basis sich in Ebenen erstrecken, welche im Wesentlichen
parallel zu der Ebene verlaufen, in welcher sich die Schiebeplatte
erstreckt, wobei jedes zweite Führungsteil
mindestens einen Führungsblock
oder eine Führungsleiste
umfasst, welche gleitend verschiebbar in dem kastenförmigen Profil
enthalten ist, wobei der in dem kastenförmigen Profil enthaltene Teil
des mindestens einen Führungsblocks
oder der Führungsleiste
breiter als der Durchlass ist, so dass der mindestens eine Führungsblock
oder die Führungsleiste
das kastenförmige
Profil nicht durch diesen Durchlass verlassen kann.
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Die
in der Praxis und in Normen als Kastenprofil bezeichneten ersten
Führungsteile
werden symmetrisch belastet, wenn auf die Schiebeplatte Druck aufgebracht
wird. Die Kastenprofile, welche einen Laien sehr stark an Vorhangschienenprofile
erinnern, sind mit ihrer Basis mittels Ankern oder Bolzen an der
Wand befestigt. Diese Anker oder Bolzen sind vorzugsweise mittig
zwischen den beiden Schenkeln der jeweiligen Kastenprofile angeordnet.
Das zweite Führungsteil,
das als mindestens ein Führungsblock oder
eine Führungsleiste
ausgebildet ist, hat eine ähnliche
Funktion wie eine Laufschiene in einem Vorhangschienenprofil, und
wenn die Schiebeplatte belastet ist, ist sie durch die Flansche
des Kastenprofils gehalten und geführt. Da die Kastenprofile symmetrisch
belastet werden, können
sie relativ leicht ausgeführt
sein, und es müssen
keine Lagerblöcke
vorgesehen werden, um das Auswärtsbiegen
der Profile zu verhindern.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Führungsteil vorzugsweise mit
dem Rahmen und/oder der Wand verbunden, und das zweite Führungsteil
ist mit der Schiebeplatte verbunden. Es versteht sich von selbst,
dass nach einem alternativen weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
die Möglichkeiten
auch die kinematische Umkehr einschließen, das heißt, dass
das erste Führungsteil
mit der Schiebeplatte verbunden ist, und das zweite Führungsteil
mit dem Gestell und/oder der Wand verbunden ist.
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Das
Befestigen der ersten Führungsteile
erfolgt gleichzeitig mit dem Anbringen des Rahmens an der Wand.
Eine derartige Vorgehensweise führt
zu einem schnellen Befestigen des Rahmens und der Führungen
an der Wand.
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Um
ein gutes Schließen
der Schiebeplatte gegen den Rahmen zu erreichen, ist nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, vorzugsweise jedes erste oder jedes zweite Führungsteil, welches
das kastenförmige
Profil, der mindestens eine Führungsblock
beziehungsweise die Führungsleiste
aufweist, mit Verstelleinrichtungen versehen, mittels welcher die
Position des jeweiligen kastenförmigen
Profils, des mindestens einen Führungsblocks beziehungsweise
der Führungsleiste
in bezug auf die Schiebeplatte oder den Rahmen verstellbar ist.
Mit derartigen Verstelleinrichtungen kann auf einfache Weise eine
bestimmte Klemmkraft erreichet werden, indem die Schiebeplatte nach
dem Anbringen in die geschlossene Position verbracht wird, und anschließend die
Verstelleinrichtungen mit einer bestimmten Kraft beispielsweise
mittels eines Drehmomentschlüssels
angezogen werden. So kann eine bestimmte Schließkraft der Schiebeplatte an
dem Rahmen auf einfache Weise erhalten werden, wenn sich die Schiebeplatte
in der geschlossenen Position befindet.
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Damit
die Reibung während
des Öffnens
und Schließens
der Schiebeplatte nicht über
den gesamten Öffnungs-
und Schließweg
auftritt, wird bevorzugt, dass bei einem Ventil nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Rahmen mit einer Vorderseite und einer Rückseite
versehen ist, wobei die Rückseite
im montierten Zustand an der Wand anliegt, wobei sich die Vorderseite
in einer Ebene erstreckt, welche einen spitzen Winkel mit einer
Ebene einschließt,
in der sich die Rückseite
erstreckt, wobei der Winkel derart ist, dass der Abstand zwischen
der Vorderseite und der Rückseite
nahe der unteren Seite des Rahmens größer ist als der Abstand zwischen der
Vorderseite und der Rückseite
nahe der oberen Seite des Rahmens, so dass während des Schließens der
Schiebeplatte bis zum letzten Moment kein Kontakt zwischen der Schiebeplatte
und der Vorderseite des Rahmens gegeben ist. Da bis zum letzten Moment
kein Kontakt zwischen der Schiebeplatte und der Vorderseite des
Rahmens gegeben ist, tritt die genannte Reibkraft ebenfalls erst
im letzten Moment auf, was aus Verschleiß- und Belastungsgründen besonders
günstig
ist.
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Um
ein gutes wasserdichtes Schließen
zwischen dem Rahmen und der Wand zu erreichen, kann der Rahmen nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung einen kastenförmigen Aufbau
aufweisen, welcher den mittels der Schiebeplatte schließbaren Durchlass
begrenzt, wobei eine der Wand zugewandte Seite des kastenförmigen Aufbaus
eine offene Seite des Kastens begrenzt, welche im montierten Zustand
von der jeweiligen Wand geschlossen ist, wobei der von dem kastenförmigen Aufbau
und der Wand begrenzte Raum im montierten Zustand mit Schaum gefüllt ist,
um einen wasserrückhaltenden
Verschluss zwischen dem und der Wand zu erhalten. Somit kann in
Ergänzung
zu Gummiprofilen ein guter wasserdichter Verschluss erreicht werden,
selbst wenn die Wand nicht vollkommen glatt ist. Eine derartige
glatte Endbearbeitung ist bei der ausschließlichen Verwendung von Gummiprofilen
erforderlich.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann die Schiebeplatte mit Verstärkungsrippen versehen sein.
Derartige Verstärkungsrippen
können
an die Schiebeplatte geschweißte Leisten
sein. Insbesondere bei sehr hohen Drücken sind derartige Verstärkungsrippen
im Allgemeinen erwünscht,
um das Biegen der Schiebeplatte zu verringern.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, welche zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung in der Form eines Ventils;
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2 eine
Vorderansicht des Ventils von 1;
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3 eine
Seitenansicht des Ventils von 1;
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4 eine
Querschnittsdarstellung entlang der Linie IV-IV der 2;
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5 das
Detail V aus 4;
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6 das
Detail VI aus 4;
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7 eine
Draufsicht auf das Ventil von 1;
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8 das
Detail VII von 7.
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Das
in den Figuren dargestellte exemplarische Ausführungsbeispiel des Ventils 1 ist
mit einem Rahmen 2 und einer Schiebeplatte 3 versehen,
die von einer offenen Position zu einer in der 1 dargestellten
geschlossenen Position und jeder Position dazwischen verstellbar
ist. In der Praxis ist der Rahmen an einer Wand W (siehe 4 und 6)
befestigt, in welcher sich ein Durchlass für ein Medium, beispielsweise
Wasser, befindet. Der Durchlass ist mit Hilfe des Ventils verschließbar. Das
Ventil kann ferner auch eine Regelfunktion haben, beispielsweise
um eine bestimmte Menge Wasser durchzulassen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst ferner ein Wehrgatter mit einer Regelfunktion dahingehend,
dass beispielsweise ein hoher oder niedriger Wasserstaupegel mittels
einer Schiebeplatte geregelt werden kann. Hierbei ist der Durchlass
nicht vollständig
geschlossen, sondern wird durch das Variieren der Position der Schiebeplatte 3 geregelt.
Wasser oder ein ähnliches
Medium fließt
sodann über
die Oberseite der Schiebeplatte 3, zumindest so lange wie
das Wasser auf der Seite des hohen Wasserpegels höher steht
als die Höhe
der Oberseite der Schiebeplatte 3.
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Die
Schiebeplatte 3 ist gleitend verschiebbar mit dem Rahmen 2 verbunden.
Zu diesem Zweck ist das Ventil 1 mit zwei Führungen
versehen, die jeweils mit einem ersten Führungsteil 4, 4' und einem zweiten
Führungsteil 5, 5', welches mit
dem ersten Führungsteil 4, 4' gleitend verschiebbar
zusammenwirkt, versehen sind. Das Ventil 1 ist ferner mit
einer Antriebseinrichtung zum Verstellen der Schiebeplatte 3 in
bezug auf den Rahmen 2 versehen. Bei dem vorliegenden exemplarischen
Ausführungsbeispiel
weist die Antriebseinrichtung eine Gewindespindel 6 auf, die
nahe einem oberen Ende in einem oberen Lagerblock 7 gelagert
ist, der in einer mit der Wand W verbundenen Lagerstütze 8 aufgenommen
ist. Die Spindel 6 ist nahe der unteren Seite derselben
drehbar in einem unteren Lagerblock 9 gelagert (siehe 4 und
das in 6 dargestellte Detail VI). An der Schiebeplatte 3 ist
ein Gewindeblock 10 vorgesehen, der ein Innengewinde zum
Zusammenwirken mit der Gewindespindel 6 aufweist. Während des
Drehens der Gewindespindel 6, bewegt sich der Gewindeblock 10,
der mit der Schiebeplatte 3 gegen Drehung gesichert verbunden
ist, je nach Drehrichtung der Gewindespindel 6 entlang
der Gewin despindel 6 nach oben oder unten. Selbstverständlich bewegt sich
infolgedessen die Schiebeplatte 3 ebenfalls nach oben bzw.
nach unten.
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1,
jedoch insbesondere 7, und speziell das Detail VII
derselben, das in 8 dargestellt ist, zeigt den
speziellen Aufbau einer Führungsanordnung.
Klar zu erkennen ist das erste Führungsteil 4,
das als kastenförmiges
Profil 4 mit einer Basis 11, zwei mit der Basis 11 verbundenen
Schenkeln 12, 13 und zwei einander zugewandten
Flanschen 14, 15, welche zusammen einen Durchlass 16 begrenzen, ausgebildet
ist. Die Schenkel 12, 13 erstrecken sich im Wesentlichen
senkrecht zu der Schiebeplatte 3. Die Basis 11,
die Flansche 14, 15 und der Durchlass 16 erstrecken
sich in Ebenen, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene verlaufen,
in welcher sich die Schiebeplatte 3 erstreckt. Bei dem
vorliegenden exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist das zweite Führungsteil 5 als
Führungsleiste 5 ausgebildet,
die gleitend verschiebbar in dem kastenförmigen Profil 4 aufgenommen
ist. Der in dem Kastenprofil 4 aufgenommene Teil der Führungsleiste 5 ist
breiter als der Durchlass 16, so dass die Führungsleiste 5 das
Kastenprofil 4 durch diesen Durchlass 16 nicht
verlassen kann. Die Kastenprofile 4 sind durch Bolzen oder
Anker 17 mit der Wand verbunden. Diese Anker 17 sind vorzugsweise
mittig zwischen den Schenkeln 12, 13 in der Basis 11 angeordnet,
um zu gewährleisten, dass
auf das Kastenprofil 4 von der Führungsleiste 5 aufgebrachte
Kräfte
mittig zu der Wand W hin weggeleitet werden. Das Kastenprofil 4 wird
somit symmetrisch belastet und die Neigung des Kastenprofils 4, sich
nach außen
zu biegen, wird minimiert. Die Führungsleiste 5 ist
mit der Schiebeplatte 3 durch Verstelleinrichtungen 18 verbunden.
Somit kann die Position der Führungsleiste 5 in
bezug auf die Schiebeplatte derart verstellt werden, dass eine angestrebte Schließkraft der
Schiebeplatte 3 gegen den Rahmen 2 eingestellt
werden kann, wenn sich die Schiebeplatte 3 in der geschlossenen
Position befindet. Es ist ersichtlich, dass das Kastenprofil 4, 4' auch mit der Schiebelatte 3 anstelle
des Rahmens 2 oder der Wand W verbunden sein kann. In diesem
Fall sind die Führungsleisten 5 mit
dem Rahmen 2 verbunden und/oder fest an der Wand angebracht.
Ferner können
die Verstelleinrichtungen 18 bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
auch mit den Kastenprofilen 4, 4' anstatt mit den Führungsleisten 5, 5' verbunden sein.
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Der
Rahmen 2 weist einen kastenförmigen Aufbau auf, der einen
mittels der Schiebeplatte 3 schließbaren Durchlass 19 aufweist
(siehe 4). Wie in 4 deutlich
erkennbar ist die der Wand zugewandte Seite des kastenförmigen Aufbaus
eine offene Seite, die im angebrachten Zustand durch die jeweilige
Wand W geschlossen ist. Im angebrachten Zustand ist der von dem
kastenförmigen
Aufbau 2 und der Wand W begrenzte Raum mit Schaum S gefüllt, um
einen wasserrückhaltenden
Verschluss zwischen dem Rahmen 2 und der Wand W zu erhalten. Zwar
ist in 4 nur wenig Schaum S zu sehen, jedoch ist in anderen
vertikalen Schnitten eine erhebliche Menge an Schaum nahe der Mitte
zu erkennen, da der kreisrunde Durchlass 19 dort eine sehr
viel geringere Höhe
als der rechteckige kastenförmige
Rahmen 2 hat. Der kastenförmige Aufbau enthält somit nach
der Montage eine erhebliche Menge Schaum.
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Bei
dem vorliegenden exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Schiebeplatte 3 mit
Verstärkungsrippen 20 versehen.
Derartige Verstärkungsrippen 20 sind
erforderlich, um dem möglicherweise sehr
hohen Druck, der auf die Schiebeplatte 3 aufgebracht wird,
zu widerstehen.
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Die 3 und 4 zeigen
ferner deutlich, dass der Rahmen 2 mit einer an die Wand
W anstoßenden
Rückseite
und einer Vorderseite versehen ist, an welcher die Schiebeplatte 3 in
der geschlossenen Position anliegt. Diese Vorderseite erstreckt
sich in einer Ebene, die einen spitzen Winkel mit der Ebene einschließt, in welcher
sich die Rückseite
erstreckt. Dieser Winkel ist derart gewählt, dass der Abstand zwischen
der Vorderseite und der Rückseite nahe
der unteren Seite des Rahmens 2 größer als der Abstand zwischen
der Vorder- und
der Rückseite nahe
der oberen Seite des Rahmens 2 ist. Infolgedessen besteht
während
des Schließens
der Schiebeplatte 3 bis zum letzten Moment kein Kontakt
zwischen der Schiebeplatte 3 und der Vorderseite des Rahmens 2.
Daher muss die Antriebseinrichtung die größten Kräfte erst im letzten Mo ment
erzeugen.
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An
der Antriebseinrichtung ist besonders, dass, im Gegensatz zu herkömmlichen
Ventilen, die Spindel nicht (nur) an der oberen Seite in einem Lagerblock
gestützt
ist, sondern insbesondere auch an der unteren Seite in einem unteren
axialen Lagerblock 21 gestützt ist. Der untere Lagerblock 21 bildet das
axiale Lager der Spindel 6. Der obere Lagerblock 7 hat
insbesondere eine Lagerfunktion in radialer Richtung. Der untere
Lagerblock 21 ist in 6 deutlich
dargestellt, welche das Detail VI der 4 darstellt. 6 zeigt
deutlich, dass der Lagerblock 21 fest mit dem Rahmen 2 verbunden
ist. Ferner zeigt die 6 auch den Gewindeblock 10,
der an einer Gewindeblockstütze 22 angebracht
ist, welche fest mit der Schiebeplatte 3 verbunden ist.
Das Gute an diesem Aufbau ist, dass, wenn die Antriebseinrichtung
die größte Kraft
erzeugen muss, der Abstand zwischen dem Gewindeblock 10 und
dem unteren Lagerblock 21 sehr gering ist. Infolgedessen
ist die Länge
der Spindel 6, welche dies Kraft übertragen soll, sehr kurz,
was im Hinblick auf ein Knicken besonders vorteilhaft ist. Die Gefahr
eines Knickens besteht besonders bei großen Längen, wie bei herkömmlichen
Ventilen, bei denen während
des Schließens
der Schiebeplatte, die Spindel druckbelastet ist und der belastete
Teil der Spindel beinahe die gesamte Länge der Spindel ausmacht. Bei
dem vorliegenden Ventil 1, ist der den Druckkräften ausgesetzte Teil
der Spindel im Gegensatz dazu sehr kurz, und darüber hinaus ist dieser Teil
während
des Schließens
der Schiebeplatte 3 spannungsbelastet, so dass die Gefahr
eines Knickens gar nicht besteht. Nur während des Öffnens der Schiebeplatte 3 ist
das in 6 dargestellte relativ kurze Stück der Spindel, das
sich zwischen dem unteren Lagerblock 21 und dem Gewindeblock 10 erstreckt,
druckbelastet. Dieser Druck nimmt zum großen Teil ab, wenn sich die Schiebeplatte 3 nur
geringfügig
nach oben bewegt, weil dann infolge der schrägen Vorderseite des Rahmens 2 die
Schiebeplatte 3 sich bereits von dem Rahmen 2 gelöst hat. 4 zeigt
deutlich, dass die Gewindeblockstütze 22 an der oberen
Seite der Schiebeplatte 3 angeordnet ist und sich von der Schiebelatte 3 in
Richtung der Rückseite
des Rahmens 2 erstreckt, so dass der darauf befindliche
Gewinde block 10 mit dem oberen Lagerblock 7 und
dem unteren Lagerblock 21 fluchtet. Wie bereits zuvor angedeutet,
ist im geschlossenen Zustand der Schiebeplatte 3 der Abstand
zwischen dem Gewindeblock 10 und dem unteren Lagerblock 21 relativ
gering, was insbesondere für
das Verhindern des Knickens wichtig ist.
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5 zeigt
den oberen Lagerblock 7 detaillierter. Ferner zeigt 5,
dass die obere Seite der Spindel 6 mit einem Angriffsteil 23 versehen
ist, an welchem ein Schlüssel
oder ein Motor zum Antreiben der Spindel 6 angreifen kann.
Das ausschließlich
dargestellte Lager hat Radiallagerfunktion. Es ist jedoch ebenfalls
möglich,
dem oberen Lager auch eine Axiallagerfunktion zu verleihen. Unter
diesen Bedingungen ist die Spindel mit einem Axiallager sowohl am oberen
Ende, als auch am unteren Ende versehen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel
ist die Spindel sowohl während
des Öffnens,
als auch während
des Schließens
oder des Heraufziehens und dem Senken der Schiebeplatte spannungsbelastet, so
dass die Gefahr des Knickens gleich null ist.
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Es
ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf das beschriebene exemplarische
Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist, sondern verschiedene Modifizierungen innerhalb des durch die
Ansprüche
definierten Rahmens der Erfindung möglich sind. Beispielsweise
können
die beschriebenen Konstruktionen vorteilhaft auch auf Wehrgatter
angewendet werden, welche als Überlaufgatter
oder Tiefpassgatter zu verstehen sind, und welche ferner zum Regeln
des Wasserpegels in einem Wasserlauf verwendet werden können. Ferner
können
die Kastenprofile aus einem mit Flanschen versehenen oder gewalzten
Teil bestehen oder aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Kastenprofil auch ein Profil
umfasst, das Schenkel und/oder Flansche ungleicher Länge aufweist.