DE69012543T2

DE69012543T2 - Konstruktion einer schwelle für eine kippbare sperre.

Info

Publication number: DE69012543T2
Application number: DE69012543T
Authority: DE
Inventors: Wit Wilhelmus De
Original assignee: Waterschap Kromme Rijn
Current assignee: Waterschap Kromme Rijn
Priority date: 1989-06-21
Filing date: 1990-06-20
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: ATE111543T1; NL8901563A; WO1990015902A1; EP0438549B1; EP0438549A1; US5171102A; DE69012543D1; AU5850990A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Wehrkonstruktion, welche ein Wehrtor aufweist, das um eine oberhalb des Grundes eines Kanals hängend gelagerte Achse kippbar ist, wobei die Achse von der oberen und der unteren Kante des Tors beabstandet ist und näher bei der unteren als bei der oberen Kante liegt, und wobei das Wehrtor mit Steuerungs-Mitteln zum Öffnen respektive zum Schließen des Tores durch Drehen desselben um seine Achse zusammenwirkt.
Derartige Wehrkonstruktionen sind allgemein beispielsweise aus NL-A-8702118 bekannt. Diese Bauart einer Wehrkonstruktion weist ein Wehrtor auf, welches ermöglicht, daß Wasser sowohl über als auch unter dem Tor strömen kann, wenn es geöffnet ist. Das Wehrtor wird unter der Einwirkung des Wasserdrucks sowie der Steuerungs-Mittel, wie eines Schwimmgegengewichts, geöffnet, welches mit dem Wehrtor verbunden ist.
In seiner Schließstellung sollte die untere Kante des Wehrtors eine Dichtung bezüglich des Grundes des Kanalteils bereitstellen. Diese Dichtungswirkung kann jedoch durch Hindernisse beeinträchtigt werden, welche von dem Strom mitgeführt werden, wie Sand, Steine oder Schmutz, wie Holz oder Wasserpflanzen. Falls diese Hindernisse zwischen dem Wehrtor und dem Grund des Kanalteils hängen bleiben, ist die Dichtungswirkung zwischen der unteren Kante des Wehrtors und dem Grund nicht mehr gegeben.
Um eine Fehlfunktion der Wehrkonstruktion zu verhindern, wurde versucht, Gitter in passender Weise vorzusehen. Diese Gitter können sich jedoch ebenfalls zusetzen, so daß sich hieraus die Notwendigkeit ergibt, daß sie häufig gereinigt werden müssen. Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Wehrkonstruktion bereitzustellen, welche diese Nachteile nicht aufweist. Diese Zielsetzung wird dadurch erreicht, daß zwischen der unteren Kante des Tores und einer in der Nähe dieser Kante befindlichen, mit dem Schwellbalken auf dem Grund des Kanals verbundenen Trägerplatte, biegsame Dichtungsmittel vorgesehen sind, die einen gebogenen Bewegungspfad der unteren Torkante erlauben und den Durchfluß von Wasser zwischen der unteren Torkante und dem Grund des Kanals verhindern.
Bei der Wehrkonstruktion nach der Erfindung ist es nicht mehr möglich, daß Gestein, Holz oder Wasserpflanzen zwischen der unteren Kante des Wehrtors und dem Grund des Kanalteils hängen bleiben. Ferner erhält man eine vollständige Dichtungswirkung, ohne eine gesteigerte Reibung in Kauf nehmen zu müssen. Diese Dichtungswirkung wird immer aufrechterhalten, wenn das Wehrtor in seiner Offenstellung ist, in welcher das Wasser nur über die obere Kante des Tors strömt.
Vorzugsweise weist die flexible Dichtungseinrichtung einen Streifen aus einem flexiblen bzw. biegsamen Material auf, von dem eine Seite dicht mit der unteren Torkante verbunden ist, während die andere Seite dicht mit der Trägerplatte verbunden ist, und der Abstand zwischen der letzteren und der unteren Torkante immer kleiner als die Abmessungen des Streifens zwischen den Seiten ist. Der Streifen kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, welches so ausreichend widerstandsfähig ist, daß es dem Wasserdruck standhalten kann.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Teil des Streifens in der Nähe der Verbindung mit der Trägerplatte gegen die Platte unter der Einwirkung des Wasserdrucks gedrückt, während sich der übrige Teil des Streifens in Abhängigkeit der Winkelstellung des Tores in Richtung der unteren Torkante derart erstreckt, daß der Streifen bei einer Kippbewegung des Tores in Richtung zu seiner Offenstellung von der Trägerplatte abgerollt wird und umgekehrt. Die Belastungen auf den Streifen werden durch die Stützwirkung der Trägerplatte herabgesetzt. Wenn man ferner der Trägerplatte eine geeignete Form verleiht und man ferner dadurch eine entsprechende Form bezüglich des Abstandes zwischen der Unterkante des Wehrtors und der Trägerplatte hat, lassen sich die dynamischen Eigenschaften des Wehrtors hierdurch beeinflussen.
Beispielsweise kann das Wehrtor ein im allgemeinen neutrales Verhalten haben. Dies bedeutet, daß die Kräfte, welche auf das Tor wirken, linear abhängig von dem Öffnungswinkel des Wehrtors sind. Hierzu ist die Trägerplatte in einer Ebene senkrecht zu der Achse im allgemeinen entlang der Bewegungsbahn gekrümmt, welche von der unteren Kante des Wehrtors bei seiner Drehbewegung beschrieben wird. Ein perfektes neutrales Verhalten jedoch wird erhalten, wenn die Trägerplatte wenigstens an dem Kontaktbereich mit dem Streifen konzentrisch zu der Achse des Wehrtors ist.
Wenn man jedoch eine Trägerplatte vorsieht, welche wenigstens an dem Kontaktbereich mit dem Streifen nicht kreisförmig ausgebildet ist, kann man ein progressives oder regressives Kippverhalten erhalten. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen der Trägerplatte und der unteren Kante des Wehrtors in Öffnungsrichtung des Wehrtors größer wird, werden die Rückstellungskräfte größer. Dies bedeutet, daß infolge der Form der Trägerplatte das Wehrtor sich weniger stark im Vergleich zu einem Wehrtor mit einem neutralen Verhalten öffnet.
Wenn andererseits der Abstand beim Öffnen des Wehrtors kleiner wird, öffnet es sich weiter als ein Wehrtor mit einem neutralen Verhalten.
Andere Formgebungen für die Trägerplatte sind ebenfalls möglich. Gemäß einer relativ einfachen, bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerplatte in einer Ebene senkrecht zu der Achse ein Winkelprofil auf, dessen einer Schenkel horizontal ist und dessen anderer Schenkel derart vertikal ist, daß die innere Ecke des Profils der unteren Kante des Wehrtors zugewandt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Achse des Wehrtors hängend an einem Rahmen angeordnet, welcher in vertikaler Richtung verstellbar ist, wobei die Trägerplatte ebenfalls hängend in dem Rahmen angeordnet ist und eine dichte Verbindung mit dem Grund des Kanalteils bilden kann. Die vertikale Verstellbarkeit des Wehrtors bietet eine Einstellmöglichkeit für einen großen Einstellbereich des aufwärtigen Wasserpegelstands.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist eine Schwellplatte vorgesehen, die drehbar mit der unteren Kante der Trägerplatte sowie mit dem Schwellbalken auf dem Grund des Kanals verbunden ist. Die Schwellplatte bildet zusammen mit der Trägerplatte und dem biegsamen Streifen die Dichtung zwischen der unteren Kante des Wehrtors und dem Grund des Kanalteils. Wenn die Position des Wehrtors in vertikaler Richtung eingestellt wird, verschwenken sich die Trägerplatte und die Schwellplatte bezüglich einander und bezüglich des Wehrtors. In diesem Fall ist die Trägerplatte mit Armen versehen, welche um die Wehrtorachse drehbar sind, und die Drehachse zwischen der Trägerplatte und der Schwellplatte liegt außerhalb der Ebene, welche die Drehachse zwischen der Schwellplatte und dem Schwellbalken am Boden des Kanalteils und die Wehrtorachse enthält.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben, in welcher gilt:
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht des Wehrs in Längsrichtung eines Kanals.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Querschnittsansicht des Wehrs in zwei unterschiedlichen Positionen.
Fig. 3 zeigt eine Schutzmöglichkeit gegenüber Gegenständen, welche in das Wasser geworfen worden sind.
Fig. 4 zeigt im Detail eine Verbindung zwischen der Trägerplatte und der Aufhängung.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Trägerplatte und der unteren Kante des Wehrtor in zwei Positionen.
Das Wehrtor (1) ist um die Achse (2) kippbar. Das Wehrtor (1) ist entgegen dem hydraulischen Druck mit Hilfe eines Seils (3) über eine Übertragungseinrichtung (4) durch ein Schwimmgegengewicht (5) senkrecht gehalten. Mittels der Spindelkonstruktion (6) kann die Achse vertikal verstellt werden. Auf diese Weise läßt sich die Wehrhöhe (7) steuern. Der stromabwärtige Wehrpegelstand (8) hat einen gewissen Einfluß auf die korrekte Einstellung.
Die untere Kante (9) hat einen Halter (10) für einen flexiblen bzw. biegsamen Streifen (11), welcher an seiner anderen Seite an der oberen Kante (12) einer Trägerplatte (13) mit Versteifungsteilen (14) angebracht ist. Die Trägerplatte (13) ist über Lagerhülsen (15) durch Schweißen mit den Armen (16) verbunden. Die Arme (16) sind drehbeweglich hängend an der Achse (2) des Wehrtors (1) gelagert. Durch die Lagerhülsen (15) geht die Welle (17). Diese Welle (17) trägt mit Hilfe von Lagerbuchsen (18) eine Schwellplatte (19). Die Schwellplatte (19) ist beweglich bei(20) an einem Schwellbalken bzw. Schwellenbalken (21) angebracht, welcher fest an dem Grund des Kanals vorgesehen ist.
Eine Platte (23) ist gelenkig oder flexibel an dem Wehrtor bei (24) angebracht, und reicht über den Halter (12) des flexiblen Streifens (11), wodurch die Möglichkeit bereitgestellt wird, daß man eine Schmutzansammlung an dem flexiblen Streifen (11) verhindern kann. Die Trägerplatte (13) dient zum Halten des flexiblen Streifens (11). Da die Trägerplatte (13) mit den Armen (16) hängend an der Achse (2) des Wehrtors (1) angeordnet ist, ändert sich die Position der Abstützung für den flexiblen Streifen (11) in Bezug zu der unteren Kante (9) des Wehrtors (1) nicht, wenn die Spindelkonstruktion (6) genutzt wird, um die Achse (2) des Wehrtors (1) einzustellen. Da sich der flexible Streifen (11) zwischen der Trägerplatte (13) und der unteren Kante (9) abrollt, ist der Abstand zwischen der Trägerplatte (13) und der unteren Kante (9) ausschlaggebend für die resultierenden hydrostatischen Kräfte, welche auf die nicht unterstützten Bereiche des flexiblen Streifens (11) einwirken. Wenn die Trägerplatte (13) und die untere Kante (9) des Wehrtors (1) beide kreisförmig ausgebildet sind, und die Achse (2) im Mittelbereich liegt, ist das Verhalten des flexiblen Streifens (11) neutral. Durch Veränderung des Profils der Trägerplatte (13) und/oder der unteren Kante (9) läßt sich ein progressives oder regressives Kippverhalten erzielen. Siehe Figur 5.
Bei der Konstruktion nach der Erfindung wird ein Wehr bereitgestellt, bei dem die untere Kante (9) des Wehrtors (1) dichtend mit dem Schwellbalken (21) auf dem Grund des Kanals verbunden ist, ohne daß man besondere Reibungsverluste in Kauf zu nehmen braucht. Die Kippwirkung des Wehrtors (1) wird hierdurch nicht negativ beeinflußt. Dank des flexiblen Streifens (11) und des Profils der Trägerplatte (13) und/oder des Profils der unteren Kante (9) des Wehrtors (1) erhält man eine genaue Einstellung der erforderlichen möglichen Wasserpegelstände.

Claims

1. Wehr mit einem, um eine oberhalb des Grundes eines Kanals aufgehängte Achse kippbaren Tor (1) wobei diese Achse von der oberen und der unteren Kante des Tores beabstandet ist, und näher bei der unteren als bei der oberen Kante liegt, und wobei das Tor mit Steuerungs- Mitteln zum Oeffnen respektive zum Schliesses des Tores durch Kippen desselben um die Achse zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der unteren Kante (9) des Tores und einer in der Nähe dieser Kante befindlichen, mit dem Schwellbalken (21) auf dem Grund des Kanals verbundenen Trägerplatte (13), biegsame Dichtungsmittel (11) vorgesehen sind, die einen gebogenen Bewegungspfad der unteren Torkante erlauben und den Durchfluss von Wasser zwischen der unteren Torkante und dem Grund des Kanals verhindern.

2. Wehr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel einen aus einem biegsamen Material gefertigten Streifen (11) umfassen, wobei eine Seite desselben dicht mit der unteren Torkante (9) verbunden ist, während seine entgegengesetzte Seite dicht mit der Trägerplatte (13) verbunden ist, und wobei der Abstand zwischen letzterer und der unteren Torkante (9) immer kleiner bleibt als die Ausdehnung des Streifens zwischen seinen Seiten.

3. Wehr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der näher bei der Verbindung des Streifens (11) mit der Trägerplatte (13) befindliche Teil des Streifens durch den Wasserdruck gegen die Trägerplatte gedrückt wird, und dass sich der übrige Teil des Streifens in Abhängigkeit der Winkelstellung des Tores (1) in Richtung der unteren Torkante (9) erstreckt, derart, dass der Streifen bei einer Drehung des Tores in Richtung auf seine geöffnete Stellung von der Trägerplatte abgerollt wird, und umgekehrt.

4. Wehr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Achse senkrechten Ebene die Trägerplatte (13) in allgemeiner Richtung der Bewegung der unteren Torkante (9) beim Kippen des Tores gekrümmt ist.

5. Wehr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (13) zumindest in ihrem mit dem Streifen (11) in Berührung kommenden Bereich konzentrisch zur Achse des Tores ist.

6. Wehr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (13) zumindest in ihrem mit dem Streifen (11) in Berührung kommenden Bereich nicht kreisförmig ist.

7. Wehr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Achse senkrechten Ebene die Trägerplatte (13) ein Winkelprofil (Fig. 5) aufweist, von dem ein Flügel horizontal und der andere vertikal ist, derart, dass das Innere des Winkels der unteren Torkante gegenüberliegt.

8. Wehr nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen (11) sowohl mit der obersten Kante der Trägerplatte (13) , wie mit einem vorstehenden Rand an der Unterkante (9) des Tores verbunden ist.

9. Wehr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (2) des Tores in einem in Vertikalrichtung einstellbaren Rahmen aufgehängt ist, und dass die Trägerplatte an dieser Drehachse (2) aufgehängt und sowohl dicht wie drehbar mit dem Schwellbalken (21) auf dem Grund des Kanals verbunden ist.

10. Wehr nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schwellplatte (19), die drehbar mit der Unterkante der Trägerplatte (13) sowie mit dem Schwellbalken (21) auf dem Grund des Kanals verbunden ist.

11. Wehr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (13) um die Drehachse (2) des Tores drehbare Arme (16) aufweist, und dass sich die Scharnierachse (17) zwischen der Trägerplatte (13) und der Schwellplatte (19) ausserhalb der Ebene befindet, die durch die Scharnierachse (20) zwischen der Schwellplatte und dem Schwellbalken (21) auf dem Grund des Kanals sowie durch die Achse (2) des Tores definiert ist.

12. Wehr nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzplatte (23) drehbar am Tor befestigt ist und auf der Trägerplatte (13) respektive auf der Unterkante (9) des Tores ruht.