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Selbsttätiges Segmentwehr mit wagerechter Drehachse. Der Gegenstand
vorliegender Erfindung betrifft einen selbsttätig beweglichen Segmentverschlußkörper
für Wehröffnungen, Grundablässe, Leerlaufschützen u. dgl.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Abb. i bis 5
in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch
das Seginentwehr; Abb. z ist ein Schnitt nach a-ca der Abb. 3; Abb. 3 ist eine Aufsicht
zti Abb. i ; Abb.4 und 5 sind Schnitte nach b-b und c-c der Abb. 3.
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Die Abb. 7 bis io sind Abänderungen.
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Das Segmentwehr besitzt eine kreisteilföririige Schütze a bekannter
Bauart, welche um eine auf seitlichen Pfeilern oder den Ufermauern gelagerten Achse
mit Drehzapfen bin bekannter Weise gelagert ist.
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Auf die Arme, welche den Staukörper a mit der Drehachse. b verbinden,
wirken (außer dem Eigengewicht der Schütze und dem durch die Drehachse gehenden
Wasserdruck) folgende Kräfte: ein Gegengewicht d im Sinne des Hebens und Gewichte
c im Sinne des Senkens der Schütze. Die Gewichte c sind auf den Armen der Schütze
a gelenkig angehängt und von je einem der seitlich der Wehröffnung - in derUfermauer
oder dein Pfeiler -angeordneten Behälter c (Abb. :1 und 5) umgeben, der mit dem
Oberwasser durch einen l:Tberfall f, mit dem UnteiwaSser durch Ablauföffnungen g
in Verbindung steht. Die Eintrittsöffnungen f zu den Überfällen können, wie in Abb.
3 gezeichnet, in den Seitenwänden, parallel zum Stromstrich, oder in den Stirnseiten
der Pfeiler senkrecht zum Stromstrich angeordnet sein. Beide Behälter können unter
sich zwecks Sicherung gleich hohen Wasserstandes durch eine Rohrleitung i verbunden
sein. Die Überfallkanten fliegen nahe dem zu regelnden Stauspiegel oder auf gleicher
Höhe mit diesem.
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Solange der Wasserspiegel nicht höher steht als die Überfälle f, sind
die Behälter c leer und die darin frei schwebenden Gewichte c ziehen die Schützen
auf den Dichtungsbalkenh. nieder, welcher zwecks Verhinderung des Ablagerns von
Geschiebe u. dgl. zweckmäßig wasserabwärts geneigt ist. Der Raum zwischen den Gewichten
c und den Wänden der Behälter e ist so klein wie möglich. Das Gewicht der Körper
c ist zweckmäßig etwas größer als der Auftrieb, den sie im eingetauchten Zustand
erleiden, damit die Aufhängungen L immer auf Zug beansprucht sind und das Gelenk
als Schneidemager ausgebildet werden kann, ohne der Gefahr des Aushebens ausgesetzt
zu sein.
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Steigt das Oberwasser über die Überläufe f, so füllen sich die Behälter
e bis zu einer gewissen Höhe h, welche von der Überfallänge, der Überfallhöhe 1a.
und der Größe der Ablauföffnungen g abhängig ist. Bei richtiger Wahl von Überfallänge
und Ablauföffnung genügt eine Überfallhöhe von wenigen Zentiinetern, um die Behälter
so hoch anzufüllen, daß der auf die Körper c ausgeübte Auftrieb dem Gegengewicht
d das Übergewicht über die im Sinne des Schließens der Schütze wirkenden Kräfte
gibt. Die Schütze beginnt sich alsdann zu öffnen, und zwar so weit, bis sich infolge
des Einporsteigens der Körper c der auf diese vom Wasserinhalt der Behälter ausgeübte
Auftrieb so vermindert hat, daß «wieder Gleichgewicht zwischen den hebenden und
den senkenden Kräften herrscht. Erst bei weiterem, geringem Steigen des Oberwasserspiegels
und der dadurch bedingten Zunahme der über die Überfälle fließenden Wassermenge
steigt auch der Wasserspiegel in den Behältern e, worauf sich die Schütze weiter
öffnet.
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Der umgekehrte Vorgang findet beim Sinken des Stauspiegels statt.
Sinkt er auf die Höhe der Überfallkante f oder darunter, so hört der Zufluß zu den
Behältern e auf; sie laufen leer und die Schütze a wird durch das Gewicht der Körper
d auf ihren Sitz k herabgezogen und kräftig an diesen angepreßt, was das
Dichthalten begünstigt.
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Die im Behälter e mit wenig Spiel beweglichen, vom Wasser umgebenden
Körper c «wirken gleichzeitig als Bremse zur Verhinderung von Schwingungen.
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Mitunter kann es erwünscht sein, die Stetigkeit der Regelung dadurch
zu erhöhen, daß der `'Wasserstand in den Behältern e (somit der Auftrieb, den die
Körper c erfahren) von der jeweiligen Stellung der Schütze in dem Sinne abhängig
gemacht wird, daß ein Ansteigen der Schütze den Wasserstand im Behälter e senkt,
dagegen ein Sinken der Schütze ihn ansteigen läßt. Dies kann nach Abb. 9 und io
dadurch erreicht werden, daß die Größe der Ablaufö -1"tnungen
g
durch die Schützenbewegungen in der Weise gesteuert wird, dag das Emporsteigen der
Schütze die Ablauföffnung vergrößert, das Sinken der Schütze die Öffnung verkleinert.
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Ein anderes Mittel zur Erhöhung der Stetigkeit der Regelung besteht
darin, bei der Aufwärtsbewegung der Schütze - die Hebelarme der senkenden Kräfte
in stärkerem Maße zunehmen zu lassen, als die der hebenden. Dies kann nach Abb.6
dadurch erreicht werden, claß der Schwerpunkt des Gegengewichtes d unterhalb der
durch die Drehpunkte b gehenden Geraden angeordnet wird, oder nach Abb.7 dadurch,
daß der Schützendrehpunkt unterhalb des Mittelpunktes des Kreisbogens yJV gelegt
wird. In letzterem Fall hat der Wasserdruck auf die gekrümmte Schützenoberfläche
in der Schließstellung ein Moment im Sinne des Öffnens, welches beim Emporsteigen
der Schütze (da diese mehr und mehr attstü:ucht) abnimmt und in d°_r Stellung offen
- o wird. Die Verschiedenheit der Motnentenzunahme hat zur Folge, daß jeder höheren
Schützenstellung ein tieferes Eintauchen der Körper c somit ein höherer Wasserstand
in den Behältern e entspricht, wie dies für die Stetigkeit der Regelung erforderlich
ist.
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Für den vorliegenden Zweck: Stetigkeit der selbsttätigen Regelbewegung
der Segmentschütze können aber auch noch andere Maßnahmen getroffen werden. - Liegt
z. B. eine Ausführung vor, bei welcher die Gegengewichte nicht auf den, über die
Drehachse hinaus verlängerten Hebeln sitzen, sondern mittels Ketten o. dgl. unmittelbar
an der Stauwand angreifen, so bleibt das Gegengewichtstnoment annähernd gleich groß,
während das Eigengewichtsmoment beim Emporsteigen der Schütze zu- und beim Schließen
abnimmt. Dieser Unterschied kann dadurch ausgeglichen «erden, daß man, den Drehpunkt
über den Mittelpunkt des Stauwandkreises verlegt. Durch diese negative Exzentrizität
wird ein stetiger Regelungsvorgang und eine gleichmäßige sowie volle Ausnutzung
der Schwimnterverdrängung erzielt.
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Es kann ferner erwünscht sein, daß die Schütze, wenn sie eine bestimmte
Öffnung erreicht hat - etwa dann, wenn ihre Unterkante bis auf die Höhe des normalen
Stauspiegels gestiegen ist - sich bei weiterem Steigen des Wasserspiegels, insbesondere
bei Hochwasser, rasch um einen gewissen Betrag weiter öffnet. Dies kann dadurch
erreicht werden, daß der Auslauf g aus der Kammer e bei einer zum voraus bestimmten
Stellung der Wehrschütze a selbsttätig geschlossen oder stark verengt wird, beispielsweise
nach Abb.8 durch ein von der Schütze zwangläufig betätigtes Gestänge -n. Die Behälter
e füllen sich dann vollständig und der dadurch stark vergrößerte Auftrieb hebt die
Körper c und damit die Schütze a in eine höchste Stellung: In dieser verharrt die
Schütze so lange, bis das . Oberwasser auf die Höhe der Überfallkante f gesunken
ist, also wieder den normalen Stand erreicht hat.- Dann läuft das Wasser aus den
Kammern e durch die zwar verengten, aber noch nicht ganz geschlossenen Öffnungen-.
Das Gestänge ia vergrößert dabei selbsttätig die Ablauföffnungen g, so daß die Kammern
rasch leer laufen und die Schütze a sich rasch soweit schließt, wie nötig ist, um
ein Sinken des Stauspiegels unter den normalen Stand zu verhindern.