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Drehtor für umlauflose Schleusen und Verfahren zum Bewegen desselben
Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehtor für umlauflose Schleusen mit einer waagerechten
Kippachse, die durch zwei seitliche, in ,einem gewissen Abstand vom unteren Torende
angeordnete Zapfen gebildet wird. Dadurch wird die Anordnung besonderer Organe zum
Ausspiegeln der beiderseitigen Wasserstände vermieden, da in der etwas geneigten
Füllstellung des Tores zwischen seinem unteren Ende und dem Drempel ein Spalt freigegeben
wird, durch den das Wasser hindurchströmen kann.
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Die bei einem solchen Tor auftretenden Drehmomente sind durch die
auf dasselbe teils oberhalb, teils unterhalb der Kippachse im Sinne entgegengesetzter
Drehrichtungen einwirkenden Wasserdrücke bestimmt. Dabei kommt es einerseits auf
die Größe der betreifenden Torflächen, andererseits auf die spezifischen Wasserdrücke,
d. h. auf die Eintauchtiefe des Tores, an. Je mehr die entgegengesetzten Momente
ausgeglichen sind, je kleiner also das resultierende Moment ist, desto geringer
ist die für den Torantrieb erforderliche Kraft. Ferner sind für die Wirtschaftlichkeit
der Anlage die Groß-- und das Gewicht des ganzen Drehtores von Bedeutung.
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Der Berücksichtigung der erwähnten Gesichtspunkte sind bei den bekannten
Drehtoren insofern Grenzen gesetzt, als die Anordnung der Torzapfen dadurch bedingt
ist, daß die durch ihre Lagerung im Mauerwerk auf eine bestimmte Stelle festgelegte
Kippachse sich unterhalb der jeweils erforderlichen freien Durchfahrtstiefe befinden
muß: Entweder muß also die Kippachse ziemlich nahe am unteren Torende liegen, so
daß kein nennenswerter Momentenausgleich und bei nach der Unterwasserseite umlegbaren
Toren auch kein selbsttätiges Schließen erreicht werden kann, oder die ganze Torhöhe
und damit auch die Stauhöhe des
Oberwassers müssen wesentlich größer
sein als die erforderliche Durchfahrtstiefe, was erst recht unwirtschaftlich ist.
Dazu kommt, daß ein Drehtor bisher in Schließstellung ohnehin mit seiner Oberkante
mindestens um das Maß des Höhenunterschiedes gegenüber der Füllstellung über den
Oberwasserspiegel hinausragen muß, um ein überströmen des Tores zu vermeiden.
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Zur Beseitigung der erwähnten Mängel soll erfindungsgemäß die Kippachse
eines derartigen Drehtores beim Bewegen aus der Schließstellung bis etwa in die
Füllstellung gehoben und heim anschließenden Weiterbewegen in die Durchfahrtsstellung
gesenkt werden. Durch eine solche Maßnahme können trotz eines weitgehenden Momenteiiausgleiches
die Höhe und damit das Gewicht des ganzen Drehtores so gering gehalten werden, wie
es unter den jeweiligen Verhältnissen irgend möglich ist. Einerseits -läßt sich
nämlich die Kippachse schon bei Schließstellung und noch weiter während des Anhebens
in den Bereich der Durchfahrtstiefe verlegen, wenn sie im zweiten Teil der Öffnungsbewegung
bis unter ihre Ausgangslage gesenkt wird. # Andererseits braucht das Tor bei Schließstellung
nicht mehr soweit wie bisher über den Oberwasserspiegel hinauszuragen. Zur Durchführung
der betreffenden Bewegungsvorgänge können am unteren Ende des Tores auf beiden Seiten
Rollen vorgesehen sein, die auf festen Bahnen geführt werden, durch deren Verlauf
das gleichzeitig mit dem Kippen erfolgende Heben bzw. Senken des Tores bestimmt
wird. Die als Kippachse dienenden beiderseitigen Torzapfen greifen in als Führungsschlitze
ausgebildete Aussparungen im Mauerwerk ein.
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Weitere Merkmale der Erfindung bestehen in konstruktiven Einzelheiten,
welche in diesem Zusammenhang die Verwendung eines nach der Oberwasserseite oder
auch eines nach der Unterwasserseite umlegbaren Drehtores ermöglichen. Dabei wird
gleichzeitig berücksichtigt, daß trotz des Anhebens des Tores im ersten Teil der
Kippbewegung der Füllspalt im Sinne günstiger Strömungsverhältnisse zunächst nur
langsam erweitert wird, und zwar auch bei gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit
des Tores.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt, von denen Abb. i ein nach dem Oberwasser und Abb. 2 ein nach dem Unterwasser
kippbares Drehtor veranschaulichen.
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Bei der ersten Ausführung nach Abb. t ist das Drehtor i, dessen als
Kippachse dienende beiderseitige Zapfen 2 in schlitzartigen, senkrechten Aussparungen
3 des Mauerwerks geführt sind, im unteren Teil in an sich bekannter Weise nach der
Oberwasserseite 0W gekrümmt; seine Dichtungskante 4 liegt in der Schließstellung
gegen die unterschnittene Drempelwand 5 an.
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An beiden Stirnseiten des unteren Torendes sind Rollen 6 und im Mauerwerk
nach der Unterwasserseite hin etwas schräg aufwärts verlaufende Führungsbahnen 7
für diese Rollen angeordnet. Die Rollen liegen bei geschlossenem Tor in einem gewissen
oberwasserseitigen Abstand von der durch die Kippachse verlaufenden lotrechten Ebene.
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Die Rollenführungen bewirken beim Umlegen des Tores nach dem Oberwasser
(Pfeilrichtung 1) im ersten Teil der Kippbewegung, bis die Rollen sich, senkrecht
unter den Zapfen 2 befinden, ein Anheben des Tores. Dadurch befindet sich seine
Oberkante 8, wie aus dem Vergleich der Schließstellung mit der punktiert angedeuteten,
geneigten Füllstellung ersichtlich ist, bis zu diesem Zeitpunkt noch immer auf etwa
der gleichen Hölle. Ein überfluten des Tores ist also selbst dann nicht möglich,
unenn das Tor in Schließstellung nur gerade bis zum Oberwasserspiegel hinaufreicht.
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Beim weiteren Umlegen des Tores in Richtung des Pfeiles 1 wird es
gleichzeitig im ganzen wieder allmählich gesenkt, und zwar noch unter die Ausgangslage
der Zapfen 2, bis diese am unteren Ende der Mauerwerksaussparungen 3 zur Auflage
kommen. Der Senkvorgang kann durch eine entsprechende Neigung der Führungsbahnen
7 über den ganzen betreffenden Abschnitt der Kippbewegung verteilt werden, so daß
die Rollen 6 in der waagrechten, strichpunktierten Durchfahrtsstellung des Tores
sich gerade am oberen Ende der Bahnen befinden.
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Beim Zurückdrehen des Tores aus der Durchfahrts- in die Schließstellung
wälzen sich die Rollen in entgegengesetzter Richtung, also gemäß Abb. i von rechts
oben nach links unten auf den Führungsbahnen ab, wobei die Drehachse durch eine
entsprechende Verschiebung der Zapfen in den Mauerwerksaussparungen ebenfalls wieder
zunächst nach oben und dann nach unten verlagert wird.
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Ein Drehtor, das in der angegebenen Weise bewegt wird, verbindet gegenüber
vergleichbaren Anordnungen mit festliegender Kippachse den Vorteil einer geringeren
Höhe und eines dementsprechend geringeren Gewichtes mit dem weiteren Vorteil eines
besseren Mementenausgleiches. Dazu kommt die trotz des Anhebens zu Beginn der öffnungs#
bewegung zunächst geringe Zunahme des Füllspaltquerschnittes. Letzteres iergibt
sich daraus, dalß die Dichtungskante des Tores sich beim Abheben von der unterschnittenen
Drempelwand auf einer Kurve bewegt, die durch das Schwenken um die nach oben wandernde
Kippachse bestimmt wird, wodurch die gegenüberliegende feste Spaltbegrenzung von
einem jeweils anderen, der Fortbewegung gewissermaßen folgenden Teil der Drempelwand
gebildet wird. Das Verhältnis der beiden sich überlagernden Torbewegungen und die
Neigung der Drempelwand werden zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, daß eine im
Sinne günstiger Strömungsverhältnisse zunächst langsame Erweiterung des Füllspaltes
auch bei gleichbleibender Antriebsgeschwindigkeit des Drehtores .erreicht wird.
Dadurch ist die Verwendung einer einfacheren und entsprechend billigeren Antriebsvorrichtung
möglich, als wenn das Drehtor mit anfangs verringerter Winkelgeschwindigkeit betrieben
werden muß.
Die andere Ausführung nach Abb.2 läßt erkennen, daß
der Erfindungsgedanke unter Ausnutzuag der erwähnten Vorteile auch bei einem' nach
der Untenvasserseit.e UW umlegbaren Drehtor 9 verwirklicht werden kann. Die beiderseitigen
Zapfen i o dieses Tores greifen ebenfalls in als senkrechte Führungsschlitze ausgebildete
Mauerwerksaussparungen i i ein. Diese Aussparungen sind abweichend von der ersten
Ausführung so angeordnet, daß das Tor in der Schließstellung über dem vorderen Ende
des Drempels steht, der hier eine schräg abwärts gerichtete Fläche 12 aufweist.
Das untere Torende ist so geformt, daß seine konvex gekrümmte oberwasserseitige
Wand an der Dichtungskante 13 etwa in paralleler Richtung zu der schrägen Drempelfläche
ausläuft.
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Zwei seitliche Arme 1.1 erstrecken sich auf der Unterwasserseite des
Tores von seinen Zapfen ausgehend schräg nach unten; an ihrem freien Ende befinden
sich Rollen 15, denen Führungsbahnen 16 im Mauerwerk zugeordnet sind. Dem Drempel,
der auch in diesem Fall eine unterschnittene Wand 17 hat, ist eine Querwand 18 vorgelagert,
die in an sich bekannter Weise den Drempel etwas überragt und einen am unteren Ende
mit der Schleusenkammer in Verbindung stehenden Einströmkanal 19 bildet.
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Die im Mauerwerk angeordneten Führungsbahnen 16 der Rollen 15 verlaufen
für den ersten Abschnitt der Öffnungsbewegung des Tores, bis sich die Rollen annähernd
unterhalb der Zapfen io befinden und das Tor die punktierte Füllstellung einnimmt,
nahezu waagerecht und dann schräg abwärts bis unter die Höhe der Drempeloberkante.
Dadurch läßt sich die Kippachse des Tores beim weiteren Umlegen desselben in Richtung
des Pfeiles 1I noch unter die Ausgangslage verschieben, so daß das Tor in der strichpunktierten,
waagerechten Öffnungslage eine möglichst große Durchfahrtstiefe freigibt.
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Durch das Abdichten des Tores gegen die schräge Drempelfläche 12 kann
in entsprechender Weise wie bei der ersten Ausführung die Erweiterung des Füllspaltes
unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit des Tores beliebig langsam und allmählich
erfolgen. Gegebenenfalls läßt sich in gleichem Sinne die Abdichtungsstelle zwischen
Drehtor und Drempel sogar aus der durch die Kippachse verlaufenden lotrechten Ebene
etwas nach der Unterwasserseite verlegen, so daß der senkrechte Abstand zwischen
der Dichtungskante und der Kippachse des Tores beim Umlegen desselben sich zunächst
noch vergrößert. Im übrigen wirkt sich die Abschrägung des Drempels in Verbindung
mit der Krümmung der den Füllspalt auf der anderen Seite begrenzenden Torwand vorteilhaft
im Sinne einer beginnenden Umlenkung des Füllstrahles in den Einströmkanal 19 aus,
wodurch die Höhe der Querwand 18 vergleichsweise geringer gehalten werden kann.
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Beim Schließen des Tores erfolgen die Dreh-und die gleichzeitige Hub-
bzw. Senkbewegung in entsprechend umgekehrter Weise.
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Der Erfindungsgedanke ist auch bei solchen Schleusentoren anwendbar,
die um eine etwas außerhalb ihres Profils liegende waagerechte Achse geschwenkt
werden, wobei an sich schon ein gewisses Anheben oder Senken des ganzen Tores während
eines Teiles der Schwenkbewegung erfolgt.