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ßes chreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gewässersperre, insbesondere Hochwassersperre,
bestehend aus einem Griindungskörper, einer daran quer zur Sperrichtung angelenkten
Klappe und einer einen mit Druckmittel füllbaren Raum unterhalb der Klappe begrenzenden
Membran.
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Bei einem bekannten Wehr dieser Art (g£-OS 23 44 678) schließt die
Klappe mit dem Grundkörper und einer die freien Lenden von Klappe und Grundkörper
miteinander verbindenden Folie den Druckmittelraum ein, der zum Anheben der Klappe
mittels einer Pumpe mit Wasser gefüllt wird. Das Volumen des Druckmittelraums ist
sehr groß, weil seine höhle die Wehrhöhe bestimmt und seine Länge in Strömungsrichtung
noch größer ist. Die bekannte Vorrichtung ist deshalb nur in solchen Anwendungsfällen
brauchbar, in denen das Wehr praktisch ständig in Funktion bleibt und nur die Höhe
des Wehrs zur Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse mehr oder weniger geändert
wird, wobei es auf die Änderungsgeschwindigkeit nicht ankomnlt.
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Nicht brauchbar ist die bekannte Vorrichtung für solche klwendungsfälle,
in denen eine Gewässersperre rasch errichtet und wieder beseitigt werden soll. Dieser
dachteil könnte nur durch entsprechend große Bemessung der Pumpanlagen und damit
um den Preis hoher Investitionskosten gemildert werden. -Ferner eignet sich die
bekannte Vorrichtung nur für sdlmale Gewässer mit entsprechend geringer Sperrenlänge.
ss ist nänr lich nicht vorstellbar, wie bei großer Sperren länge menrere Abschnitte
der Membran dicht miteinander verbunden werden könnten und wie einzelne Abschnitte
zum Zwecke der Reparatur mit vertretbarem Aufwand ausgetauscht werden könnten. -Schließlich
hat die bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß sie zu Schwingungen neigt. Die Membran
kann nämlich t:inflüssen, die eine Änderung der Klappenneigung bewirken wollen,
leicht nachgeben, so daß Schwingungen entstehen können, die insbesondere in solchen
Einsatz fällen katastrophale Folgen
haben Können, in denen durch
Seegang mit periodischer Anregung gerechnet werden rnuß oder in denen zwischen miteinander
verbundenen Sperrenabschnitten gekoppelte Schwingungen auftreten können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die geringere Hebe- und Senkzeiten bei mäßigen
Aufwand für die Pumpen- und Leitungsanlagen ermögliciit, die aucii deri Aufbau relativ
langer Sperren, die aus einzelnen Abschnitten zusammengesrtzt sind, gestattet, wobei
die einzelnen Abschnitte leicht reparierbar sind, und die geringere Schwingungsneigung
hat.
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Die erfiiiduiigsgemäße Lösung besteht darin, daß die Membran von mindestens
einem im Querschnitt in sich geschlossenen, nur einen Teil des Raums unter der Klappe
als Druckmittelrau@ einschließenden Schlauch gebildet ist, der zwischen einer fest
mit dem Gründungskörper verbundenen Fläche und einer fest mit der Klappe verbundenen
Fläche angeordnet ist.
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Dank der wesentlich geringeren Volumen des von den Schlauch gebildeten
Druckmittelraums kann dieser rasch gefüllt und entleert werden, so daß die Hebe-
und Senkzeiten der Klappe verkürzt werden. Der Schlaucii kann leicht ausgewechselt
werden, weil er nicht dicht mit der Klappe oder der, Grundkörper verbunden zu sein
braucht. Es ist lediglich notwendig, ihn an der vorgesehenen Stelle zwischen dem
Gruridkörper und der Klappe zu iialten, wobei die dafür vorgesehene rialterung leiciit
lösbar gestaltet werden kann. Im Falle einer Reparatur braucht der schadhafte Schlauch
lediglich ohne aufwendige Montagearbeit gegen einen anderen ausgetauscht zu werden.
Dichter Anschluß von Schlauchabschnitten, die in einer Reihe einaiider benachbart
sind, ist nicht erforderlich. Jeder Schlauch kann an beiden Enden geschlossen sein
und jeweils für sich nit
den Zuführungseinrichtung R rbunden sein.
Die Schlauchabschlüsse stellen keine dichtungstechnischen Probleme. Die Schwingungsneigung
wird wesentlich verringert, weil der DrucK innerhalb des Schlauches - entsprechend
seiner geringeren Größe - größer sein muß als bei den bekannten, die gesamte Unterfläche
der klappe ausfüllenden Druckmittelräumen, so daß schwingungsanregende Einflüsse
einen größeren Widerstand vorfinden. Auch gekoppelte Schwingungen benachbarter Abschnitte
treten nicht so leicht auf, weil diese nur über die gemeinsarren Versorgungsleitungen
miteinander in Verbindtuig stehen und daher ein schwingendes Hin- und Herströmen
des Druckmittels wegen der drosselnden Wirkung dieser Leitungen in vernachlässigbarer
Größenordnung bleibt. - Der Materialaufwand für Membranmaterial ist im Falle der
Erfindung nicht oder nicht wesentlich höher als bei den bekannten Vorrichtungen.
Der Umfang des Schlauchs liegt nämlich in derselben Größenordnung wie die Länge
der zuvor benötigten Membran.
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Obwohl der Druck im Druckmittelrau,m im Falle der Erfindung höher
ist als bei den bekannten Vorrichtungen, braucht die Membran nicht oder nicht wesentlich
dicker bemessen zu werden, weil der Krümmungsradius geringer ist und daher die Membranzugspannung
verringert wird.
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Die Membranzugspannung kann weiter dadurch verringert werden, daß
an der Innenseite der freien Schlauchwand Zugglieder angreifen, die in dieser freien
Wand die durchgehende Krümmung durch zwei bznachbarte, gleichsinnige Krümmungen
ersetzen, deren Krümmungsradius entsprechend geringer ist. Wegen iiirer Einfachneit
wird jedoch eine Ausführungsform dieses Gedankens bevorzugt, bei der der einfache
Schlauch ersetzt ist durch zwei oder mehr Schläuche, die den Druckmittelraum im
Querschnitt zusammensetzen, indem ihre Querschnitte zwischen der k1lageflache am
Gründungskörper und der Anlage fläche an der Klappe hintereinander geschaltet sind,
wobei das Zugglied jeweils in der Grenzfläche zwiscilen zwei benachbarten Schläuchen
angreift. Diese Anordnung ist einfacher und sicherer als diejenige, bei der Zugglieder
innerhalb eines einheitlichen Schlauchkörpers
vorgesehen sind, zumal
wenn das Zugglied auch zur ortliciien Festlegung der Schläuche ausgebildet ist.
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Es ist an sich bekannt, die Klappe ganz oder teilweise hoiil zur Bildung
eines mit Gas füllbaren Auftriebsvolumens auszubilden. Dies ist auch im Zusammenhang
der Erfindung möglich.
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Vorteilhafter ist es jedoch, wenn ein oder mehrere Auftriebskörper
an der Klappe befestigt ist (sind), weil es aufwendig ist, wenn die klappe mit einem
dichten und ggf. re)araturanfälligen @ohlraum versehen werden muß, während aus kon@sionsfestem
t-laterial bestehende Auftriebskörper leicht und austauschbar angebracht werden
können.
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Ein besonderes Merkmal der erfindung besteht darin, daß ein Zugglied
oder menrere Zugglieder zur Begrenzung der Klappenbewegung und ggf. zur Festlegung
der Klappe in der Sperrstellung gegenüber einer im übermaß vorgesetienen uffnungskraft
vorgesehen ist bzw. sind. Es ist zwar bekannt, (DT-OS 27 18 991),an einem Klappenwehr
eine kette vorzusehen, um die Klappe vor einem Umschlag bei evtl; Strömungsumkehr
zu schützen; jedoch wird das zugglied gemäß der Erfindung insofern in neuer Weise
genutzt, als es die angehobene Stellung gegenüber der hebenden Kraft des Druckmittelraums
fixiert, wobei diese iiebende Kraft größer bemessen ist als die Kraft, die durch
das Gewicht der Klappe und durch etwaige äußere Linflüsse (Niveaudifferenz des Wassers,
Seegang etc.) in senkender Richtung ausgeübt werden. Dadurch eniält man eine absolut
starre Sperrenstellung; jegliche Schwingung, die bei großen SperrenaDmessungen und
starkem Seegang zu kaum kalkulierbaren Kräften füiiren könnte, wird ausgeschaltet.
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Diese Ausführungsform eignet sich offensichtlich vorne@mlich für Vorrichtungen
zum vollkommenen Absperren vori Gewässern, nämlich beispielsweise zum Absperren
von Hafenbecken oder Flußmündungen gegenüber einer Flu@t ungewönnlicher @öne, weil
eine Bestimmte Sperrstellung durch die Länge des Zugglieds von vornherein festgelegt
ist. Jedoch ist es selbstverstäiidlich auch denkbar daß die Länge des Zugglieds
variabel gestaltet
wird, indem Einrichtungen zur Verkürzung bzw.
Verlängerung des Zugglieds vorgesehen sind, die durch sehr einfache und robuste
mechanische Vorrichtungen zumindest im elastisenen Zustand leicht betätigt werden
können.
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Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezug@@hme auf die Zeichnung
erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigen: Fig.
1 einen Querschnitt durch eine erfindwigsgemäße Anordnung mit einem chlauch zur
Bildung des Druckmittelraums, Fig. 2 eine ähnliche Ausführungsform mit zwei den
Druckmittelraum bildenden ShläucIii, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Anordnung mit
drei fluchtend verlegten Absciiiittcn unu Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Anordnung
mit keilförmigen Endabschnitten.
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Der Gründungskörper 1 des Bauwerks ist im Grund des Gewässers so tief
ausgeführt, daß Unterläufigkeit verhindert wird.
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An dem Gründungskörper ist über das Gelenk 2 die Klappe 3 angelenkt,
wobei die Fuge zwischen Klappe und Gründungskörper mittels eines Didltungsbands
4 wasserdicht verschlossen ist.
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Die Klappe 3 enthält ilohlräume 5, die mittels nicht gezeigter Einrichtungen
zur Zuführung von Druckluft ausgeblasen werden können und dadurch einen Auftrieb
erzeugen, der das Aufrichten der Klappe bewirkt oder unterstützt. Entsprechend sind
auch Vorrichtungen vorgesehen, die den AuslaB des Gases zum zwecke des Absenkens
der Klappe oder zur Verringerung ihres Auftriebs ermöglichen.
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Der Gründungskörper weist eine nach oben offene Ausnehmung U zur Aufnahme
der Klappe und aller mit ihr verbundenen Teile im abgesenkten Zustand auf.
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Die Sperrichtung, d. h. die Richtung, in der das abzusperrende wasser
drängt, ist mit dem Pfeil 7 angedeutet. Aufgrund der Sperrwirkung stellen sich unterschiedliche
Wasserspiegel 8 uia: 9 ein.
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Irn Raum unterhalb der Klappe 3 ist der Schlauch 10 angeordnet, dessen
Längsrichtung parallel zur Richtung der Klappe 3 und des Gelenks 2 liegt. Er enthält
den Druckmittelraum 11 und liegt einerseits an der nach oben gewendeten Flädle 12
des Gründungskörpers und andererseits an der nach unten gewendeten Fläche 13 der
Klappe 3 an. Er ist daher zur Kraftübertragung zwischen diesen beiden Fläcllen durch
inneren Überdruck in der Lage. Über einen Stutzen 14 ist er an eine Fülleitung 15
angeschlossen, die von einer Pumpanlage ausgeht und außerdem dargestellten Scnlauch
ggf. auch noch weitere entsprechende Schlauclae versorgt. Dieselbe Leitung dient
auch zur Abführung der Flüssigkeit aus dem Schlauch, wenn die Klappe gesenkt werden
soll.
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Der Schlauch ist mit Lappen 16, 17 versehen, die ortsfest am Gründungskörper
bzw. an der Klappe 3 oder an der Klappenbefestigung verankert sein können, um die
korrekte Lage des Schlauchs zu sichern.
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bei 23 ist eine Spülanordnung angedeutet, durch die Eintrieb unter
der Klappe ausgespült werden kann.
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Zum Heben der Klappe wird Wasser über die Rohre 15, 14 in den Schlauch
10 und ggf. weitere Schläuche eingespeist, bis die gwünschte Klappenlage erreicht
ist. entsprechend wird zum Absenken der Klappe Wasser durch die genannten Rohre
aus dem Schlauch entnommen. Man erkennt, daß der Schlauch leicht auswechselbar ist
nach Lösung der entsprechenden befestigungsglieder und der Stutzenverbindung.
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Soweit nicht im folgenden anders beschrieben, gleicht die Ausführung
nach Fig. 2 derjenigen nach Fig. 1.
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Der einheitliche Schlauch ist ersetzt durch ein Schlauchpaar 18, 19,
die übereinander zwischen den Flächen 12 und 13 angeordnet sind. Jeder Schlauch
ist durch Minrichtungen 16 und 17 an seinem Platz verankert. Außerdem ist zwischen
den beiden Schläuchen eine flexible oder starre Platte 20 angeordnet, die mit beiden
Schläuchen fest verbunden ist und bei 21 flexibel verankert ist, so daß sie einerseits
der Hubbewegung der Schläuche nachgeben kann, andererseits aber gleichfalls an ihrer
Festlegung beteiligt ist. Selbstverständlich könnte jeder der beiden Schläuche gesondert
mit der Fülleitung 15 verbunden sein. bevorzugt wird jedocn eine Anordnung, bei
der nur einer dieser beiden Schläuche mit der Fülleitung verbunden ist, während
der andere mittelbar über Öffnungen 31 gefüllt wird, die die Innenräume beider Schläuche
miteinander verbindeji.
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Auch der Innenraum der Klappe gemäß Fig. 2 kann mit AuftrieLsjjohlräumen
versehen sein. Statt dessen oder zusätzlich zeigt Fig. 2 einen unter der Klappe
Defestigten, gasgefüllten Schlauch 22 als leicht ersetzbaren Auftriebskörper. Dieser
kann ständig mit Gas gefüllt sein. Er kann statt dessen aber auch mit steuerwaren
Gasversorgungs und -i:;ntnahmevorrichtungen verbunden sein, die es erlauben, itin
zu füllen, wenn die Klappe gehoben werden soll oder in der gehobenen Stellung durch
zusätzlichen Auftrieb gesichert werden soll.
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Zwischen der Klappe und dem Grundkörper ist ein flexibles sugglied
24 vorgesehen, das eine Anhebung der Klappe ber die dargestellte, höchste Stellung
hinaus verhindert. In dieser Stellung wird die Klappe durch die Summe der hebenden
Kräfte, die durch den Innendruck in den Schläuchen 18 und 19 sowie durch etwaige
Auftriebskörper gesichert, wobei deren hebende Kraft so bemessen ist, daß sie jedenfalls
größer ist als die Sumne der senkenden Kräfte einschließlich der unregelmäßigen
einflüsse, die beispielsweise von unterschiedlichem Wasserstand und Seegang stammen
können.
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Jedoch ist die Anordnung auch ohne das Zugglied 24 verhaltrlismäßig
schwingungsunempfindlich im Vergleich mit den bekariziten Vorriclitungen. Man erkennt
nämlich aus Fig. 1, daß der Schlauch 10 eine Senkung der Klappe bei konstanter Füllung
mit inkompressiver Fliissigkeit nur durch Umfangs dehnung zulassen könnte. Diese
Umfangs dehnung kann durch Verwendung von Material mit geringer Dehnfät1igkeit und
geeignete Dimensionierung beliebig gering gehalten werden. Da der Innendruck im
Schlauch verhältnismäßig hoch ist im Vergleich mit dem an seiner freien Fläche vom
Wasser übertragenen statischen Druck, folgen seine freien Konturen nahezu der Kreisform,
so daß auch keine Nachgiebigkeit durch Änderung dieser Kreisform möglich ist. Demgegenüber
liegt bei den bekannten Vorrichtungen der Druck im Druckmittelraum kaum höher als
außen, so daß aufgrund unterschiedlicher statischer Drücke die Kontur der freien
Membranflächen von der Kreisform weit entfernt ist und somit bei einer von außen
durch Klappenbewegung aufgeprägten Innendruckerhöhung unter sturkerer Annäherung
an die Kreisform nachgeben kaiin Man erkennt bei der Betrachtung der Fig. 2, daß
die Sperre auch gegenüber einer umgekehrten Richtung wirken kdnn, wenn nämlich das
Niveau 9 höher ist als das Niveau 8. Wenn eine solche Wirkung beabsichtigt ist,
wird die Klappe entweder so schwer ausgeführt, daß sie von einer während des Aufrichtens
sich einstellenden Niveaudifferenz bzw. Strömungsstaukraft nicht ruckartig hocllgeschlagen
werden kann oder man achtet darauf, daß das Anheben der Klappe bei Strömulgsstillstand
erfolgt.
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Gemäß Fig. 3 besteht eine Sperre zwischen zwei Randbauwerken 25 aus
drei Klappen 3 mit fluchtender Gelenkachse 26. Der Spalt zwischen den Klappen wird
durch flexible ränder 27 überdrückt und abgedichtet.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführung für ein Gewässer mit zu den Ufern hin
ansteigendem Grund. Die Sperre besteht aus einer
mittleren Klappe
3, die um eine horizontale Achse 28 schwenkbar ist und zwei Seitenklappen 3', die
um eine dem Rodenverlauf entsprechend geneigte Achse 29 schwenkbar sind. Die keilförmigen
Fugen werden durch eine flexible Überdeckung 30 abgedichtet.
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Im Hinblick auf Schwingungsunempfindlichkeit ist es zwechmäßig, wenn
das Klappengewicht auch bei Anwesenheit von Auftrieoskörpern so groß gewählt wird,
daß der Innendruck in den Schläuchen lo, 18 oder 19 groß genug ist zur Ausbildung
im wesentlichen kreisförmiger Konturen der freien Flachen.
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L e e r s e i t e