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Hydraulische Antriebseinrichtung für heb- und senkbare Wasserverschlüsse
Heb- und senkbare Wasserverschlüsse, z. B. Wehrschütze und Schleusentore, müssen
oft über Hub-bzw. Senkwege bewegt werden, die wesentlich größer sind als die wirtschaftlich
herstellbare Länge von Hubzylindern hydraulischer Antriebseinrichtungen. Man hat
daher bei großen Bewegungswegen des Verschlußkörpers an die Kolbenstange des hydraulischen
Antriebes von Wasserverschlüssen ein in mehrere Teilstücke zerlegbares Gestänge
angeschlossen, das eine Verlängerung der Kolbenstange bildet. Diese Antriebseinrichtung
gestattet nur ein stufenweises Heben oder Senken des Wasserverschlusses; letzteres
ist sehr zeitraubend, da nach jedem Durchfahren einer Hubzylinderlänge der Wasserverschluß
abgefangen und ein Teilstück der Kolbenstangenverlängerung aus- oder eingebaut werden
muß, je nachdem, ob der Wasserverschluß gehoben oder gesenkt wird. Eine besondere
Schwierigkeit liegt dabei darin, daß die Antriebseinrichtung bzw. die Haltevorrichtung
auf dem ganzen Hub- und Senkweg belastet ist.
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Bei einem anderen Vorschlag für eine hydraulische Antriebseinrichtung
zweiteiliger Wasserverschlüsse wird der Hubzylinder an dem Unterschütz befestigt,
während die Kolbenstange an dem zugehörigen Oberschütz angreift. Diese Antriebseinrichtung
hat ebenfalls den Nachteil, daß der Wasserverschluß nur stufenweise gehoben bzw.
gesenkt werden kann. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Antriebseinrichtung
nur bei Doppelschützen angewendet werden kann.
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Eine andere bekannte Lösung, bei der an dem freien Ende der Kolbenstange
des hydraulischen Antriebes ein Ritzel befestigt ist, über das als Zwischenhubmittel
eine Kette läuft, deren eines Ende an dem tragenden Bauwerk und deren anderes Ende
an dem Wasserverschluß befestigt ist, hat den Nachteil, daß der größte Bewegungsweg
des Wasserverschlusses gleich der doppelten Länge des Hubzylinders, sie daher für
größere Hubwege nicht geeignet ist.
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Um die genannten Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
bei einer hydraulischen Antriebseinrichtung mit mindestens zwei den Antrieb des
Wasserverschlusses bildenden Zylinder-Kolben-Aggregaten, an deren freien Kolbenstangenenden
Haken oder Zahnräder gelenkig bzw. drehbar gelagert sind, und bei der ein Zwischenhubmittel
-z. B. ein Triebstock, eine Gelenkzahnstange oder eine Kette - die Verbindung vom
Wasserverschluß zu dem Antrieb bildet, die freien Enden der Kolbenstangen oder die
an ihnen gelagerten Haken bzw. Zahnräder durch an sich bekannte Gegenführungen -
z. B. Schienen oder Triebstöcke - zu führen, die so angeordnet bzw. ausgebildet
sind, z. B. an ihren Enden in Langlöchern gelagert, daß sie mit Hilfe an sich bekannter
elektrischer, mechanischer oder hydraulischer Bewegungsvörrichtungen - z. B. durch
besondere Hebelgestänge - einander abwechseln, in bezug auf das Zwischenhubmittel
derart vor- und zurückbewegbar sind, daß die Haken bzw. Zahnräder an den Kolbenstangenenden
nur beim Arbeitshub (Heben oder Senken des Wasserverschlusses durch den betreffenden
Kolben) in das Zwischenhubmittel eingreifen, beim Leerhub (Verholen des Kolbens)
aber, ohne in das Zwischenhubmittel einzugreifen, an diesem vorbei bewegt werden.
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Die Führung der freien Kolbenstangenenden bzw. der Haken oder Zahnräder
erfolgt, damit die Kolbenstangen von solchen Kräften freigehalten werden, die in
ihnen Biegebeanspruchungen hervorrufen würden.
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Bei Verwendung von Haken an den Enden der Kolbenstangen, die beim
Lasthub in das Zwischenhubmittel eingreifen, läßt sich dieses besonders vorteilhaft
dadurch erreichen, daß die Haken unter Zwischenschalten von Lenkern an den Kolbenstangen
befestigt werden, an denen zwei übereinanderliegende Rollen befestigt sind, die
in Schlitzen der zugehörigen Gegenführung laufen. Die Lenker ermöglichen ein ungehindertes
Herausziehen der Haken aus dem Zwischenhubmittel, und die übereinander angeordneten
Rollen verhindern, daß die Haken unter Last aus dem Zwischenhubmittel herausgedrückt
werden.
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An Stelle von Haken an den Lenkern können auch Zahnräder verwendet
werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Zahnrad-Gegenführung als Triebstock od. dgl.
auszubilden, mit dem das Zahnrad mit Hilfe
an sich bekannter Schwingen
od. dgl. in Eingriff gehalten wird.
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Diese Lösung hat noch den Vorteil, daß sich beim Arbeitshub eines
Kolbens das betreffende Zahnrad auf der Gegenführung abwälzt und hierdurch das Zwischenhubmittel
- und mit ihm der Wasserverschluß - einen Weg zurücklegt, der gleich der doppelten
Länge des Bewegungsweges der Kolbenstange ist.
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Um die Bewegungsgeschwindigkeit des Wasserverschlusses gegenüber derjenigen
der Kolbenstange in einem vorher festzulegenden bestimmten Verhältnis zu verringern
oder zu vergrößern, können an dem freien Ende jeder Kolbenstange bzw. an einem dort
angeordneten Lenker zwei Zahnräder verschiedener Teilkreisdurchmesser auf gemeinsamer
Achse befestigt werden, von denen das eine in den Triebstock bzw. die Zahnstange
der Gegenführung und das andere - beim Arbeitshub - in das Zwischenhubmittel eingreift.
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Beim Arbeitshub müssen die jeweiligen Kolbenstangen - und mit ihnen
die in das Zwischenhubmittel eingreifenden Haken oder Zahnräder - parallel zum Zwischenhubmittel
verlaufen, beim Leerhub müssen sie vom Zwischenhubmittel abgerückt sein. Die Bewegungen
der Gegenführungen bzw. die Schwenkbewegungen der Hubzylinder zum Ein- und Ausrücken
der Haken oder Zahnräder können auf beliebige Art und Weise mit an sich bekannten,
mechanisch, elektrisch oder hydraulisch betätigten Vorrichtungen geschehen, beispielsweise
unter Zuhilfenahme von Elektromagneten. Da der Antrieb der Wasserverschlüsse bei
der vorliegenden Erfindung hydraulisch geschieht, ist es vorteilhaft, auch die Ein-und
Ausrückbewegungen der Haken oder Zahnräder bzw. ihrer Führungen hydraulisch vorzunehmen.
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Dieses wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Gegenführungen
der Haken bzw. Zahnräder starr mit dem zugehörigen Hubzylinder verbunden werden.
In diesem Falle werden die Hubzylinder mit Gelenken an dem festen Bauwerk aufgehängt,
so daß die Haken an den Enden der Kolbenstangen lediglich durch Schwenken der Hubzylinder
um ihre Aufhängung in das Zwischenhubmittel eingerückt bzw. aus ihm herausgenommen
werden.
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Zweckmäßigerweise werden die Auf- und Abbewegungen der Kolbenstangen
und die Ein- und Ausrückbewegungen der Gegenführungen bzw. die Schwenkbewegungen
der Hubzylinder mechanisch, z. B. mit an sich bekannten Gestängen, und/oder elektrisch,
beispielsweise mittels an sich bekannter Relais, bzw. hydraulisch, z. B. mit Schiebern,
oder Kombinationen dieser bekannten Vorrichtungen in Abhängigkeit voneinander gesteuert.
Die Steuerung erfolgt dabei derart, daß wechselweise erst nach Lastaufnahme durch
den einen Hubzylinder bzw. den an seiner Kolbenstange angeordneten Haken oder das
Zahnrad der Haken oder das Zahnrad an der Kolbenstange des anderen Hubzylinders
außer Eingriff gerückt wird. Hierdurch wird eine fließende Hub-bzw. Senkbewegung
des Wasserverschlusses erreicht.
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Um die Antriebseinrichtung zu schützen, werden bekannte Kontaktmanometer
angeordnet, beispielsweise in den zu den Hubzylindern führenden Druckflüssigkeitsleitungen,
die bei überschreiten einer bestimmten Höchstlast und bei Unterschreiten einer vorher
festgelegten Mindestlast (sogenannte Schlaffkette beim Absenken des Wasserverschlusses,
wenn dieser durch einen unvorhergesehenen Widerstand hängen bleibt) den Antrieb
sofort abschalten, und an denen die Größe der die Antriebseinrichtung beanspruchenden
Last abgelesen werden kann.
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Es ist für die Erfindung ohne Belang, ob die Hubzylinder, die auf
das gemeinsame Zwischenhubmittel arbeiten, übereinander, nebeneinander oder einander
gegenüberliegend angeordnet sind. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, die Hubzylinder
zu beiden Seiten des Zwischenhubmittels - einander in gleicher oder annähernd gleicher
Höhe gegenüberliegend -anzuordnen. In diesem Falle kann auch die Führung des Zwischenhubmittels
einfacher gestaltet werden als in den beiden erstgenannten Fällen, und es genügt,
wenn diese Führung nur in der Länge des Hubweges der Kolbenstangen erfolgt.
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Selbstverständlich ist es möglich, die Hubzylinder so anzuordnen,
daß die Kolbenstangen bei Lasthüben statt auf Zug auf Druck beansprucht werden.
In diesem Falle können als Zylinder-Kolben-Aggregate zum Heben und Senken des Wasserverschlusses
sogenannte Plunger verwendet werden.
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Die Figuren der Zeichnung zeigen erfindungsgemäße hydraulische Antriebseinrichtungen,
bei denen zwei Zylinder-Kolben-Aggregate zum Bewegen des Wasserverschlusses einander
zu beiden Seiten eines gemeinsamen, als Triebstock ausgebildeten und im Bereich
des Bewegungsweges der Kolbenstangen geführten Zwischenhubmittels in gleicher Höhe
gegenüberliegen. Der bewegliche Wasserverschluß ist nicht dargestellt.
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Um die Darstellung übersichtlicher zu halten. sind die zu den hydraulischen
Zylindern gehörenden Flüssigkeitsleitungen, Pumpen, Flüssigkeitsbehälter und sonstigen
üblichen Armaturen, die bekannt sind und das Wesen der Erfindung nicht berühren,
aus den Darstellungen fortgelassen.
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In den Fig. 1, 2 und 3 sind die hydraulischen Antriebseinrichtungen
in Seitenansicht dargestellt, lediglich die Hubzylinder bzw. diejenigen der hydraulischen
Aggregate, welche zum Bewegen der Gegenführungen dienen, sind der Deutlichkeit wegen
im Schnitt gezeigt; Fig. 4 zeigt den unteren Teil einer Kolbenstange, an deren freiem
Ende drei Zahnräder auf gemeinsamer Achse drehbar befestigt sind; Fig. 5 ist ein
Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4. In Fig. 1 hat der rechts des Zwischenhubmittels
1 angeordnete Hubzylinder 4 n mit seinem Kolben 5 a über den Haken 7a und
über den Lenker 6a den die Last L bildenden Wasserverschluß, der an dem Zwischenhubmittel1
hängt, übernommen. Das Zwischenhubmittell ist im Bereich der hydraulischen Antriebseinrichtung
durch allgemein bekannte Führungen 2 geradlinig geführt. Oberhalb der Antriebseinrichtung
wird das Zwischenhubmittel l durch ebenfalls bekannte gebogene Führungen 3 kraftlos
umgelenkt und zu einem nicht dargestellten Speicher geleitet. Die Haken
7 a, 7 b sind über Lenker 6 a, 6 b an den Enden der Kolbenstangen
5 a, 5 b befestigt und durch übereinanderliegende Rollen 8 a, 8 b in Gegenführungen
9 a, 9 b aus geschlitzten Blechen so geführt, daß sie, bezogen auf die Gegenführungen9a
bzw. 9 b, nur senkrecht bewegt werden können. Während des Arbeitshubes der Kolbenstange
5a wird der zugehörige Haken 7a durch die Rollen 8a und die Gegenführung9a parallel
zum Zwischenhubmittell geführt. Dabei wird die Gegenführung 9a durch die
Zylinder-Kolben-Aggregate
13 a in ihrer Lage gehalten. Vor Beginn des Arbeitshubes der Kolbenstange
5 a wird der Haken 7 b der Kolbenstange 5 b mit Hilfe der Gegenführung
9 b durch die Zylinder-Kolben-Aggregate 13 b aus dem Zwischenhubmittel 1 zurückgezogen
und dann ohne Eingriff an dem Zwischenhubmittel vorbei in die Ausgangsstellung heruntergefahren.
Die bei Arbeitshüben auf die Gegenführungen 9 a, 9 b in Hubrichtung wirkenden Reaktionskräfte
werden über Auflagerrollen 14 auf den die Antriebseinrichtung tragenden Rahmen 15
und von diesem über Auflager 16 auf den Pfeiler 17 übertragen. An dem Rahmen 15
angeordnete Anschläge 18 begrenzen die Bewegungen der Gegenführungen 9 a, 9 b in
Richtung auf das Zwischenhubmittell und sichern die Parallelität von Zwischenhubmittel
l und Gegenführungen 9 a, 9b. An den Anschlägen 18 angeordnete, an sich bekannte,
aber nicht dargestellte Hilfsmittel, z. B. Stellschrauben, ermöglichen das Ausrichten
der Führungen 9 a, 9b. Die beiden Hubzylinder 4a, 4 b mit ihren Kolbenstangen
5 a, 5 b arbeiten wechselweise auf das Zwischenhubmittell. Sobald eine Kolbenstange
5 a bzw. 5 b die Last L übernommen hat, also der andere Hubzylinder entlastet ist,
wird über Kontaktmanometer (nicht gezeichnet) das Zurückziehen des entlasteten Hakens
7 a bzw. 7 b eingeleitet und anschließenddie entlasteteKolbenstange
um den Weg 19 abgefahren, während die belastete Kolbenstange5a bzw. 5b den
Arbeitshub ausführt. Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich, bis der ganze Hubweg der
Last L durchfahren ist. Umgekehrt erfolgt auch der Senkvorgang, wobei allerdings
die Last von den eingezogenen Kolbenstangen 5 a bzw. 5 b
übernommen wird.
Das ganze hydraulische System ist mit nicht dargestellten, bekannten Endkontakten,
Kontaktmanometern und magnetisch betätigten Steuerventilen so eingerichtet und in
bekannter Weise so geschaltet, daß automatisch der einmal eingeleitete Hub- oder
Senkvorgang fließend durchgeführt wird. Er kann aber jederzeit von Hand unterbrochen
bzw. die Umkehrrichtung eingeleitet werden.
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Die Fig. 2 stellt eine andere Ausgestaltung der hydraulischen Antriebseinrichtung
in gleicher Arbeitsstellung wie die Fig. 1 dar. An Stelle von Haken sind an den
Lenkern 6a, 6b Zahnräder 10 drehbar befestigt, die bei Arbeitshüben
in das Zwischenhubmit te11 eingreifen. Als Gegenführungen der Zahnräder 10 sind
an dem Rahmen 15 Triebstöcke 11 beweglich gelagert, mit denen die Zahnräder 10 durch
Schwingen 12 in Eingriff gehalten werden. Das Ein- und Ausrücken der Zahnräder in
das Zwischenhubmittel 1 bzw. aus ihm geschieht, wie das Ein- und Ausrücken der Haken
beim Beispiel der Fig. 1, mit Zylinder-Kolben-Aggregaten 13 a, 13
b.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel sind die Hubzylinder 4 a
und 4 b mit Hilfe von Gelenken oder Kipplagern 22 an Trägern 23 schwenkbar aufgehängt,
die ihrerseits in seitlichen Stützkonsolen 24 des Rahmens 15 oder an der Decke des
üblicherweise für die Antriebseinrichtung vorhandenen Bedienungsraumes gestützt
bzw. aufgehängt sind. Die Zahnräder 10 sind über Lagergabeln 27 direkt
an den Enden der Kolbenstangen 5 a, 5 b um ihre Achse 10 a drehbar
gelagert und bewirken bei jedem Arbeitshub 19 der Kolbenstangen 5 a, 5 b
einen Hub- oder Senkweg der Last L, dessen Länge, wie beim Beispiel der Fig. 2,
gleich der doppelten Länge des Hubweges 19 ist. An den Hubzylindern
4 a, 4 b sind Triebstöcke 11a als Kragarme befestigt, die in Richtung
der ausgefahrenen Kolbenstangen 5a, 5 b über die Hubzylinder 4a, 4 b hinauskragen
und parallel zu den Längsachsen der Kolbenstangen 5 a, 5 b verlaufen. An
den auskragenden Triebstöcken 11a sind geschlitzte Bleche 25 befestigt, in denen
die Achsen 10a der Zahnräder 10
beim Auf- und Abfahren der Kolbenstangen
5 a, 5 b
geführt werden. Das Einrücken der Zahnräder 10 in das Zwischenhubmittell
bzw. das Zurückbewegen aus ihm erfolgt jeweils durch Schwenken der Hubzylinder 4
a, 4 b um die Gelenke 22 mit einem Zylinder-Kolben-Aggregat 13c, deren jedes über
Gelenke 26 mit den Triebstöcken 11a verbunden ist. Anschläge 18 und 18 a, die an
dem Rahmen 15 befestigt sind, begrenzen die Schwenkbewegungen der Antriebe.
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In den Fig. 4 und 5 ist im Ausschnitt nur der untere Teil einer Kolbenstange
mit Zahnrädern und Gegenführung während eines Arbeitshubes dargestellt, wobei die
Gesamtanordnung dem Beispiel der Fig. 3 entspricht. Im Unterschied zum Beispiel
nach Fig. 3 ist in den Fig. 4 und 5 in der an dem unteren Ende der Kolbenstange
5 a befestigten Lagergabel 27 eine Achse 10 a drehbar gelagert, auf der zwei Zahnräder
10b gleichen Teilkreisdurchmessers beiderseits eines weiteren Zahnrades 10 c größeren
Teilkreisdurchmessers in üblicher Weise fest angeordnet sind, so daß jeder Umdrehung
der Zahnräder 10b eine Umdrehung des Zahnrades 10c entspricht. Die Zahnräder 10
b kämmen mit den Bolzen 11 c des Gegenführungs-Triebstockes 11b, der gabelartig
ausgebildet ist und um das Zahnrad 10c herumgreift. Das Zahnrad 10 c greift
in das ebenfalls als Triebstock mit den Bolzen 29 ausgebildete Zwischenhubmittella
ein. Die Hubgeschwindigkeit des Zwischenhubmittels 1 a - und damit der von ihm beim
Arbeitshub zurückgelegte Weg - ist entsprechend dem Verhältnis der Teilkreisdurchmesser
der Zahnräder 10b zu dem des Zahnrades 10 c. Die Achse 10 a ist mittels Rollen
28 in geschlitzten Blechen 25, die an dem Triebstock 11 b befestigt sind, geführt.
Die Führung des Zwischenhubmittels la, das als Triebstock ausgebildet ist, erfolgt
im Bereiche des Kolbenstangenweges in üblicher Weise mittels Rollen 30, die an den
Enden einiger Triebstockbolzen 29 angeordnet sind, in Führungen 2.
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Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, sind in Fig. 4 die Führungen
2, die geschlitzten Bleche 25 sowie die Führungsrollen 28 und 30 nicht dargestellt.