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Selbsttätige Steuereinrichtung zur Geschwindigkeitsregelung von versenkbaren
Schleusentoren Die Bewegung von senkbaren Toren, z. B. Segmenttoren in Schleusenanlagen,
muß nach einer ganz bestimmten Geschwindigkeitskurve erfolgen, die wohl in ihrer
charakteristischen Form festliegt, bei der aber die Stellen, an denen Geschwindigkeitsänderungen
erfolgen, in Abhängigkeit vom Wasserstande sich ändern. Die Bewegungsbedingungen
sind folgende: Zunächst soll die Senkung des Segmenttores mit normaler Geschwindigkeit
erfolgen, bis seine Oberkante den Wasserspiegel erreicht hat. Dann soll langsam
weiter gesenkt werden, so daß der erste Wasserausgleich langsam erfolgt. Darauf
soll die Senkgeschwindigkeit wieder ' etwas gesteigert werden, um nicht zu langsam
den benötigten Was,serdurchflußquerschnitt freizugeben. Während des nun erfolgenden
Wasserausgleiches wird mit nur ganz geringerGeschwindigkeit weiter gesenkt. Erst
bei annähernd vollzogenem Wasserausgleich wird das Tor mit erhöhter Geschwindigkeit
ganz versenkt und dadurch dem Wasserfahrzeug die Durchfahrt freigegeben.
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Diese Aufgabe wird nun durch die Erfindung in der Weise gelöst, daß
die Wasserstände von Oberwasser und Unterwasser getrennt voneinander auf lageveränderliche
Schaltmittel übertragen werden, die mit einem die jeweilige Stellung des Tores wiedergebenden
Betätigungsglied zusammenwirken und von denen das vom Oberwasser gesteuerte Schaltmittel
mit mehreren Kontakten für die Geschwindigkeitsregelung versehen ist. Der Torantrieb
wird in der Weise gesteuert, daß die Schaltzeitpunkte für die Geschwindigkeitsänderung
des abzusenkenden Tores bei Beginn und am Ende des Wasserausgleiches in unmittelbarer
Abhängigkeit von den Waserständen verändert werden, während die Schaltzeitpunkte
für die wechselnden Geschwindigkeitsstufen im Bereich des Wasserausgleichs in unveränderlicher,
vom Wasserstand unabhängiger Beziehung zueinander festgelegt sind. Die kleinste
Senkgeschwindigkeit des Tores ist so bemessen, daß das Tor dem sinkenden Oberwasserstand
stets voreilt.
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Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsregelung für versenkbare Tore,
bei denen der Wasserausgleich über das Tor hinweg erfolgt, weicht insofern von der
bekannten Geschwindigkeitsregelung von Umlaufverschlüssen ab, als dort die Geschwindigkeit,
mit der das Wasser beim Füllen einer Schleuse durch die Umläufe hindurchströmt,
von dem Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterwasser= spiegel abhängt. Hierbei
müssen die Zeitdauer des ersten Schaltungsabschnittes beim Beginn des Wasserausgleiches
und damit die in diesem Abschnitt bewirkte Hubhöhe des
Verschlußkörpers
bei größerem Schleusengefälle kleiner sein als bei kleinerem Schleusengefälle, d.
h. also, daß die Schaltzeitpun t beim Wasserausgleich in Abhängigkeit' `Gefälle
veränderlich sein müssen.
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In dem nachfolgend beschriebenen Aü's..., führungsbeispiel isst die
Erfindung in Anwendung auf eine Leonardsteuerung mit parallel zum Leonardgenerator
feld liegender Dämpfungsmaschine beschrieben, wobei durch die Schaltmittel Vorschalt-
bzw. Parallelwiderstände der Dämpfungsmaschine gesteuert werden. Die Steuerung von
Vorschalt- bzw. Parallelwiderständen einer parallel zum Leonardgeneratorfeld liegenden
Dämpfungsmaschine ist an sich bei anderen Antrieben bekannt.
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In der Zeichnung ist ein Prinzipschaltbild einer Anordnung nach der
Erfindung dargestellt. Die Höhe des Oberwassers 0W und des Unterwassers UW wird
durch je einen Schwimmer T mit einem Gegengewicht H gemessen. 0T ist
das Oberwassertor, z. B. ein Segmenttor, mit seinem Antriebsmotor lli1T. Die Bewegungen
des Oberwassers werden durch die aus den Motoren Go, und Go2 bestehende elektrische
Welle auf die Spindel S, und die Wandermutter W, übertragen, die des Unterwassers
durch die aus den Motoren Gui und Gut bestehende elektrische Welle auf die Spindel
S3 und die Wandermutter Ws und die Bewegungen des Oberwassertores 0T durch die aus
den Motoren Gt, und Gt2 bestehende elektrische Welle auf die Spindel S2' und die
Wandermutter W2. Die Wandermutter W, trägt drei Schaltmittel K,, K2 und K3, zu denen
die rechts daneben gezeichneten Schalter gehören. W3 trägt das Schaltmittel K4,
während W2 das Betätigungsglied B trägt.
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Der Antrieb der Schleusentore erfolgt in Leonardschaltung. 'WL ist
der Leonardantriebsmotor, D ist der Leonardgenerator, E ist die Erregermaschine
mit ihrem Feld Fe, die das Feld Fd von D und F" der Dämp- -fungsmaschine
Da speist. Die Dämpfungsmaschine Du liegt, wie bekannt, parallel zum Felde
Fd und in Reihe mit dem Feldregelwiderstand W. P ist ein Parallelwiderstand zur
Dämpfungsmaschine, durch den deren Wirksamkeit beeinflußt wird.
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Der Leonardmotor lIIL liegt dauernd am Drehstromnetz, wie das meist
der Fall ist, und läuft durch; damit dieErregermaschine E nicht alle die angeschlossenen
Felder in den Leerzeiten unter Spannung hält, .wird ihr Stromkreis sowie der Ankerstromkreis
der Leonarddynamo D erst beim Einschalten des Hauptschalters Sch von dessen linkem
Kontakt geschlossen. Die Erregermaschine E erregt sich und ihr Feld Fe sehr schnell
ganz und damit auch die Felder F", F" und F..
Die Stromkreise von F" und F"
schließen sich über den mittleren Schalter K2; dabei ist in ',:dem, Feldstromkreis
Fd der Leonarddynamo eer linke Teil des Regelwiderstandes W ein--schaltet. Dies
entspricht der normalen Be-#fYiebSdrehzahl, mit der jetzt das erste Absenken des
Tores so weit erfolgt, bis die Toroberkante den Wasserspiegel erreicht. In dem Maße
wie das Tor sich senkt, wandert W2 auf der Spindel S2 nach unten. Je nach der Höhe
des Oberwasserspiegels 0W steht W, auf S, in der gezeichneten oder einer höheren
oder tieferen Lage. Wenn Toroberkante und Wasserspiegel sich auf gleicher Höhe befinden,
trifft B auf K1 und schließt den dazugehörigen obersten Schalter K, wodurch das
rechte Ende des Widerstandes P mit dem rechten Ende des Feldes Fd hinter dem kurzen
Dauerwiderstand verbunden, also P parallel zum Felde Fd geschaltet wird. Dem von
der Erregermaschine E ausgehenden Strom ist also ein Parallelstromkreis zum FeldeFd
geschaffen, das hierdurch geschwächt wird. Der Generator D wird schwächer erregt
und gibt eine niedrigere Spannung ab, die die Drehzahl von MT herabgesetzt. So lange,
bis B
auf K2 trifft, erfolgt jetzt die Senkung des Tores mit kleiner Geschwindigkeit,
und damit erfolgt der erste Wasserausgleich mit geringer Geschwindigkeit. Dann öffnet
B durch Anstoß an K2 dessen Schalter und gibt gleichzeitig den oberen. Schalter
K, wieder frei, so daß auch dieser sich öffnet und die Verbindung des Parallelwiderstandes
P mit dem Felde F,1 trennt. Durch die Öffnung des mittleren Schalters K2 -wird das
rechte Stück des Widerstandes W, das bisher durch K.2 kurzgeschlossen war, in den
Stromkreis des Feldes Fd eingefügt. Die hieraus sich ergebende Feldschwächung ist
aber geringer als die auf der vorigen Schaltstufe, so daß die Geschwindigkeit der
Torabsenkung wieder ansteigt. Mit dieser größeren Geschwindigkeit wird nun der für
den notwendigen Wasserdurchfluß erforderliche Durchflußquerschnitt freigegeben,
bis B auf K3 auftrifft. Während des darauffolgenden Wasserausgleiches wird das Tor
mit ganz geringer Geschwindigkeit weiter gesenkt. Dies wird dadurch bewirkt, daß
beim Auftreffen von B auf Schalter K3 gleichzeitig der mittlere Schalter K2 freigegeben
wird, also sich wieder schließt und den Kurzschluß über den rechten Teil des Widerstandes
W wieder herstellt, .und der unterste Schalter K3 geschlossen wird, der jetzt nur
den einen Teil des Parallelwiderstandes P parallel zum Felde Fd schaltet. Dieser
Parallelstromkreis verläuft von P über K3, den rechten Kontakt von K4, über den
oberen Kontakt von K, zum rechten Ende von Fd hinter dem Dauerwiderstand. Da der
Parallelstromkreis
jetzt nur 'den linken Teil von P umfaßt, kann
ihn ein wesentlich größerer Strom durchfließen als vorher; dies bedeutet eine noch
größere Schwächung des Feldes Fd, eine größere Spannungsminderung am _Generator
D und Drehzahlherabsetzung von iVITo. Dann trifft B auf K4, dessen Stellung
auf der Spindel S'3 von der Höhe :des Unterwasserspiegels bzw. des Wasserspiegels
in der Schleuse abhängig ist. Der zu K4 zugehörige, links davon gezeichnete
Schalter wird betätigt und schließt mit seinem linken Kontakt die beiden Regelstufen
des Vorschaltwiderstandes W kurz, während mit dem rechten Kontakt der Parallelwiderstand
P abgeschaltet wird. Das ist die Schaltung für höchste Senkgeschwindigkeit, mit
der das Tor völlig versenkt wird, so daß die Durchfahrt für die Fahrzeuge frei wird.
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Das Hochheben eines Tores erfolgt mit der normalen gleichmäßig hohen
Geschwindigkeit.
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Gegenstand der Erfindung ist nur der Aufbau der Steuerung und die
Steuerung des Antriebes durch Steuerung der Dämpfungsmaschine, nicht aber die Einzelheiten,
beispielsweise welche Widerstandsteile an jeder Stelle geschaltet werden, wieviele
Schaltstellen vorgesehen sind u@sw. Es ist auch nebensächlich und in der Zeichnung
nicht berücksichtigt, ob die Schalter nur im Augenblick der Betätigung betätigt
werden und hernach wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren oder ob sie dann
in der Betätigungsstellung verbleiben usw. Im letzteren Fall würde z. B. beim darauffolgenden
Heben des Tores das Betätigungsglied B die Schalter wieder in ihre Ausgangsstellung
zurückbewegen.