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Auf Zug und Druck beanspruchtes Segmentdrehlager für Stauklappen Im
Wehrbau sind als Drehlager für Stauklappen seit langem Segmentdrehlager bekannt.
Diese Segmentdrehlager haben bekanntlich den Vorteil, daß die Längsdichtung der
Klappe im Drehpunkt des Lagers angeordnet ist und infolgedessen als elastische Banddichtung
ausgebildet und fest mit der Klappe und dem sie tragenden Bauwerk, beispielsweise
mit dem Schützkörper, verbunden werden kann. Dadurch wird eine vollkommene Dichtigkeit
des Gelenks zwischen Klappe und Wehrknrher" erzielt.
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Diese Segmentlager müssen in den meisten Fällen sowohl Druck- als
auch Zugkräfte übertragen. Sie sind daher bisher so ausgebildet worden, daß sich
an der Klappe befindliche kreisförmige Vorsprünge in entsprechenden Nuten des Lagerbockes
gleitend bewegen. Dne dabei auftretenden Reibungswiderstände sind verhältnismäßig
groß, zumal die Gleitnuten nur sehr unvollkommen geschmiert werden können.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Segmentlager besteht darin,
daß der bei ihnen mögliche Drehwinkel der Klappe nur etwa 6o° beträgt. Das hat zur
Folge, daß die Klappe in der Staustellung sehr schräg steht und infolgedessen bei
einer bestimmten Stauhöhe, von der Seite betrachtet, eine verhältnismäßig große
Länge haben muß. Außerdem wird durch die Schrägstellung der Klappe der auf ihr lastende
Wasserdruck größer, wodurch die Konstruktion der Klappe schwerer .und teurer
wird,
als wenn die Klappe steiler stehen würde und damit, von der Seite gesehen, kürzer
wäre. Außerdem werden dabei die Antriebe schwerer und teurer.
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Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die radial zu dem Segmentkreis auftretenden Druck- und Zugkräfte durch Wälzrollen
zu übertragen, die sich in konzentrisch zur Drehachse in den Lagerwangen und dem
Klapperarm angeordneten Schlitzen bewegen.
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Dabei tritt nur rollende Reibung auf, die bedeutend geringer ist als
die bei den bekannten Segmentlagern vorhandene gleitende Reibung. Außerdem wird
der mögliche Drehwinkel der Klappe deswegen bedeutend größer, weil der Weg der Wälzrollen
beim Abrollen bekanntlich nur halb so groß ist wie der Weg der auf ihnen lastenden
Konstruktion. Dabei ist beachtlich, daß sowohl die Wälzrollen als auch die Flächen,
auf denen sie abrollen, aus hartem Material (Stahl) bestehen, während bei den bekannten
Gleitsegmentlagern die eine Fläche hart und die andere Fläche weich (z. B. Bronze)
ist.
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Damit die Wälzrollen nicht aus den Schlitzen herausfallen, können
sie in üblicher Weise an den Enden Bunde besitzen oder angeschraubte Führungsflacheisen,
die über die Kanten hinausragen. Ferner wird es in vielen Fällen zweckmäßig sein,
die Wälzrollen durch Abstandshalter, in denen sie sich drehen, miteinander zu verbinden.
Wenn man diese Abstandshalter breiter macht als die Schlitze, so dienen sie gleichzeitig
dazu, ein seitliches Herausfallen der Rollen zu verhindern. Damit sich die Rollen
in den Schlitzen leicht bewegen, müssen diese selbstverständlich breiter sein, als
der Durchmesser der Rollen beträgt. Das könnte zur Folge haben, daß bei einer Klappen.stellung,
in der die Druckbelastung des Lagers in eine Zugbelastung übergeht, die Rollen im
Schlitz herunterrutschen. Um das zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
auf einer oder mehreren Wälzrollen einen oder zwei elastische lose Ringe, z. B.
aus Gummi, anzubringen, die sich unter Vorspannung gegen besondere an, den Lagerwangen
und dem Klapperarm anzubringende sekundäre Laufflächen pressen. Statt der elastischen
Ringe kann man auch Ringe mit Außenverzahnung anbringen, deren Zähne in entsprechende
Verzahnungen von an den Lagerwangen und an dem Klappenarni befestigten Zahnleistcn
eingreifen. Um das Herunterrutschen der Rollen im Schlitz zu verhindern, ist es
in manchen Fällen auch zweckmäßig, besondere Halteräder oder Halterollen an den
Außenseiten der Lagerwangen laufen zu lassen. Die Achsen dieser Halteräder bzw.
Halterollen verlaufen radial zum Drehpunkt der Klappe und sind mit dem Abstandshauer
biegefest verbunden. Die Halterollen werden durch ein federndes, an der Klappe befestigtes
Konstruktionsglied gegen die Außenwangen des Lagerkörpers gedrückt. Die Halteräder
können auch als Zahnräder, insbesondere Kegelräder, aasgebildet werden, deren Zähne
in entsprechende Verzahnungen am Lagerkörper und der Klappe eingreifen.
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Für die Erfindung ist es ohne Belang, ob der Klapperarm zwischen den
Wangen des Lagerkörpers oder ob. der Lagerkörper zwischen einem doppelwandigen Klapperarm
angeordnet ist.
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Um die Wälzrollen vor Verschmutzung zu schützen, können zur Verkleidung
des Wälzbereichs der Rollen in üblicher Weise Kappen an den Wangen des Lagerkörpers
bzw. am Klapperarm, wenn dieser um den Lagerkörper herumgreift, angeordnet werden,
wodurch man diese Kappen zwecks Korrosionsschutz des Rollenmechanismus mit Fett
od. dgl. füllen kann.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Schnitt durch die hochgestellte Stauklappe in der
Nähe des Segmentlagers; Fig. 2 stellt den gleichen Schnitt bei abgesenkter Klappe
dar; Fig. 3 stellt in vergrößertem :Maßstab einen Schnitt nach der Linie III-III
der Fig. 2 dar mit einer Wälzrolle, auf der ein elastischer loser Ring in vorgespanntem
Zustand zu sehen ist; Fig. 4 ist ebenfalls ein in vergrößertem Maßstab dargestellter
Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2, wobei jedoch an Stelle des losen elastischen
Ringes ein loser gezahnter Ring angeordnet ist; Fig. 5 zeigt den Schnitt durch eine
Anordnung, bei der elastische Halteräder vorhanden sind, deren elastische Wirkung
noch dadurch erhöht ist, daß die Laufflächen dieser Halteräder aus elastischem Material
bestehen; Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der statt der elastischen Halteräder
Kegelräder angeordnet sind, deren Zähne in entsprechende Verzahnungen am Lagerkörper
und einem an der Klappe befestigten federnden Konstruktionsglied eingreifen; Fig.7
.und 8 zeigen Querschnitte durch die Segmentlager, bei denen statt der in den Fig.3
und 4 zwischen den Wangen liegenden losen Ringe bzw. losen Zahnräder ähnliche Ringe
bzw. Zahnräder außerhalb der Wange liegen; in der Fig.8 ist außerdem noch fngedeu.tet,
wie Schutzkappen angebracht werden können.
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Für die Erfindung ist es ohne Belang, ob die Ringe bzw. Halteräder
nur einseitig oder beidseitig angeordnet sind.
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Die in den Figuren stehenden Ziffern bedeuten folgendes: i .Stauklappe,
i, Klapperarm, 2 Segmentdrehlager, 3 Drehpunkt des Lagers, .4 Schlitze im Klapperarm,
5 Schlitze im Lagerbock, 6 Wälzrollen, 7 Abstandshalter, 8 elastischer loser Ring
bzw. Rolle an einer Wälzrolle, 9 sekundäre Laufleisten am Klapperarm bzw. nm Lagerbock,
io Verzahnungsleisten am Klapperarm bzw. am Lagerbock, iom Verzahnungsleisten an
18 bzw. am Lagerbock, i i gezahnter loser Ring bzw. Rolle an einer Wälzrolle, 12,
Druckfläche am Klapperarm i, 12b Druckfläche an den Lagerwangen 2" und 2b,
13 Kraftrichtung, 14 elastische Halteräder bzw. Halterollen, 15 gezahntes
Kegelrad als Halterolle, 16 Achsen der Halteräder bzw. Halterollen.
17
biegefester Anschluß der Achsen 16 der Halteräder bzw. Halterollen an dem Abstandskalter
7, 18 federndes Konstruktionsglied, das an der Klappe befestigt ist und die Halterollen
gegen die Außenseiten des Lagerkörpers drückt, i9 Schutzkappen, 2o elastisches Material,
z. B. Gummi.