Bewegliches 1-Ieberwehr. BeweglicheWehrverschlüsse inVerbindung mit einem Heber sind bekannt. Bei derarti gen Anordnungen wird auf den Verschluss- körper, vor allem auf Walzen, aber auch auf Schützen, ein Heber aufgebaut, in der Form, wie sie Heber auf festen Wehren aufweisen. Fig. 1 und 2 zeigen eine derartige Aasfüh rung bei einer Walze.
Auf die Walze f ist eine Kappe g aufgesetzt, und im untern Teil ist unter Zuhilfenahme einer Wand i die Heberausmündung Ua ins Unterwasser gebil det. Dabei ist die Heberausmündung bis zu dem tiefer als die Wehrschwelle a liegenden Becken 1c geführt, um auch bei fehlendem Unterwasser in Wirkung treten zu können. Bei dieser Anordnung bildet die Heberkappe g keinen die Tragfähigkeit der Walze f er höhenden Bestandteil.
Derartigen Ausführungen haften folgende Mängel an. Die Heberkappe g erfordert einen Baustoffaufwand, der im Vergleich zu dem des Verschlusskörpers f als beträchtlich zu bezeichnen ist, ohne dass dieser Teil<B>9</B> für die Tragfähigkeit hinlänglich ausgenützt werden kann.
Der untere, unter den Sohlenbalken D hinausragende Teil des Heberauslaufes Ua bedeutet - besonders bei Walzen, aber auch bei Schützen und segmentartigen Verchlüs- sen - eine strömungstechnisch sehr ungün stige Anordnung, da beim Anheben des Ver- schlusskörpers f der durchschiessende Strahl gegen:
,die Heberwandungen i und g anprallt. wie dies Fig. 2 andeutet, und zu starken Schwingungen, bei Eisführung zu Beschädi gungen Anlass gibt.
Die nachteilige Wirkung wird dadurch noch mehr gesteigert, dass der Raum zwischen der inneren Heberwand 1, dem Stauschild S und der untern Begrenzung der Walze f durch den durchschiessenden Strahl von der Aussenluft abgeschnitten wird und infolge seiner Grösse starken Saugwir kungen unterliegt,
deren Folgen - Schwin gungen und Vermehrung der nötigen Hub kraft - auch durch Belüftungsöffnungen in der untern Begrenzungswand nicht völlig be seitigt werden können.
Auch der Durchfluss- spalt ir (Fig. 3). der sich beim Anheben zwischen Wehrschwelle a und Sohlendich- tungsba.lken D bildet, vermag nicht die seiner Grösse entsprechende Wassermenge abzufüh ren, da, wie aus Fig. \? ersichtlich, der tiefer liegende Heberauslauf einen wesentlich ge ringeren Spalt J u, ergibt, der für den Ab fluss massgebend wird.
Einige weitere Bezugszeichen in den Fig. 1 und ? deuten Bauteile an, die mit den selben Bezeichnungen in den weiteren Figuren benannt und dort näher erläutert sind.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die vorerwähnten Mängel zu beseitigen durch besondere bauliche Gestaltung des Heber verschlusses. Es soll eine möglichst restlose Ausnutzung des Baustoffes erzielt werden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht. da.ss das Tragwerk des Verschlusskörpers zwei tiber die ganze Wehröffnung durchgehende Heberwandungen ohne Zuhilfenahme eines sich über die ganze Verschlussöffnung er streckenden Tragkörpers aufweist, wobei die beiden Enden der innern Heberwandung zu einem geschlossenen Hohlzylinder zusammen gefügt sind.
Die Innenwandung des Hebers reicht vorteilhaft auf der Hebereinlaufseite bis zur Wehrschwelle -Lind ist zweckmässig mit dem andern Ende der Innenwandung am Heberauslauf zusammengeschlossen.
Damit die zwei über die ganze Wehrlänge durchgehenden, jedoch voneinander getrenn ten Heberwände ein einheitliches Tragwerk in bezug auf Biegungs- und Querkrafts- beanspruchung bilden, sind vorteilhaft meh rere durch doppelte Querwände voneinander getrennte Heber nebeneinander auf die Wehr länge verteilt.
Die Querkräfte werden zweck- i fissi n' dadurch aufgenommen, dass die doppel ten Querwände und die dazwischen liegenden Teile der innern und äussern Heberwandung durch Einfügung von Querverbindungen zu steifen. allseits geschlossenen, kastenfiirmigen C;ebilden gemacht werden.
Diese Gebilde verhindern bei Durchbiegungen des Ver- schlusskörpers vermöge ihrer Torsionssteifig- keit eine gegenseitige Verschiebung der bei den Heberwandungen. Die einleitend angeführten Mängel der bekannten Anordnungen in hydraulischer Be ziehung werden zweckmässig durch folgende Einrichtungen beseitigt und der Wirkungs grad bezw. die Fördermenge der Heber ge steigert.
Der Heberauslauf wird vorteilhaft im Schutze des Stauschildes bezw. der ober- wasserseitigen Innenwandung des Hebers an geordnet. Die untere Begrenzungsebene des Heberauslaufes bildet vorteilhaft einen nach dem U nterwasser ansteigenden spitzen 'in- kel mit der Waagrechten, und die unterste Kante des Auslaufes liegt zweckmässig gleich hoch oder höher als die Verschlusskörper- unterkante. Ausserdem wird vorteilhaft die Wehrschwelle an der Stelle,
wo der Ver- schlusskörper aufsitzt, durch allmählichen Vbergang um ein solches Mass tiefer als die übrige Gerinnesohle gelegt, dass die Heber ausmündung unter allen Umständen und wo erforderlich selbst frei fehlendem tinterwaisse,r in ein so gebildetes Wasserbecken voll ein taucht, das heisst gegen Luftzutritt von der Unterwasserseite abgeschlossen ist.
Bei einer wie oben beschriebenen Aus- fiihrungsform kann das Anprallen des durch schiessenden Strahles gegen den Heber be seitigt werden. Mit der zweckmässig vorge nommenen Tieferlegung der Sohle an der Aufliegestelle des Verschlusskörpers kann ausser dem sicheren Eintauchen der Heber ausmündung in Wasser der weitere Vorteil verbunden werden, dass durch die Vermeh rung an Gesamthöhe des Verschlusskö rpers bedeutend grössere Stützweiten bei gegebener Stauhöhe bewältigt werden können,
als Init irgendeiner andern Verschlussart.
Die Fördermenge des Hebers kann durch Ausnutzung der lebendigen Kraft des aus dem Heber in das Wasserbecken strömenden Wassers, die bei den bekannten Anordnungen für die Heberergiebigkeit ohne Einfluss bleibt, gesteigert werden.
Vorteilhaft wird dies in folgender Weise erreicht: Das oben erwähnte Wasserbecken wird derart an geordnet und gestaltet, dass der oberwasser- seitige Teil seines Bodens einen in bezug auf Richtung und Krümmung stetigen und nahezu unmittelbaren Übergang zu der Innen wandung des Auslaufkrümmers bildet, wäh rend der anschliessende unterwasserseitige Teil der Beckensohle durch seine Form die stetige und allmähliche Umleitung des Aus flussstrahles bis zur Gerinnesohle bewirkt.
Dadurch, dass durch diese zweckmässige Form gebung die Bewegungsenergie des Ausfluss- strahles, besonders im oberwasserseitigen Teil des Beckens, fast ungeschmälert erhalten bleibt, und dass das Unterwasser von der Austrittsstelle des Auslaufkrümmers ver drängt wird, vollzieht sieh der Ausfluss aus dem Krümmer unter einem höheren Druck gefälle als es ,der Spiegeldifferenz zwischen Oberwasser und Unterwasser entspricht, und infolgedessen mit entsprechend gesteigerter Geschwindigkeit,
so dass bei einer solchen Ausführung des Wasserbeckens der Heber um das Mass der Geschwindigkeitssteigerung mehr Wasser fördert als ein Heber gleicher Abmessungen, aber ohne die vorbeschriebene Beckenausbildung. Diese geschwindigkeits vermehrende Wirkung kann noch wesentlich gesteigert werden, wenn die Wehrschwelle und dadurch der Heberauslaufkrümmer ge genüber der normalen Gerinnesohle versenkt ist, da dadurch das durch die Tieferlegung der Wehrschwelle entstandene zusätzliche Gefälle mit ausgenutzt werden kann.
In den Fig. 3 bis 8 sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung dargestellt. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine Heberwalze, und zwar ist die Fig. 3 ein Querschnitt, Fig. 4 eine Vorderansicht von der Oberwasserseite her und Fig. 5 eine perspektivische Einzelansicht des vorerwähn ten kastenförmigen Gebildes, das aus zwei seitlichen Begrenzungswänden des Hebers und der innern und äussern Wand des Trag körpers gebildet wird.
Der Tragkörper ist gebildet aus dem $-förmigen geformten Heber mit der äussern Wandung W., und der innern Wandung Wi. Die letztere ist als Stau wand S bis zur Wehrschwelle b ver- längert, und die Wand Wi bildet einen geschlossenen röhrenförmigen Körper. Das kurze Stück V - trägt ,den Sohlenbalken D.
Zwischen den beiden Wandungen W3, und Wi sind in angemessenen Abständen, wie dies Fig. 4 erkennen lässt, die die seitlichen Begrenzungen der Heber bildenden 'Quer wände Q eingefügt, wobei diese auf der Ein laufseite schneidenartig zusammengeführt sind, um ein möglichst verlustloses Einströ men in die Heber zu bewirken, siehe Fig. 3a.
Zwischen den doppelten Querwänden Q sind Querverbindungen q, bis q8 vorgesehen, wobei die erste hiervon, q1, unmittelbar am Hebereinlauf angeordnet ist, während die letzte q8, den untern Abschluss des Kastens bildet. Diese beiden Verbindungen q,
und q$ sind für die erstrebte Wirkung von beson derer Bedeutung, da sie die Torsionssteifig- keit des ganzen Kastens herbeiführen, wäh rend die Verbindung q2 bis q7 nur lokale Kräfte aufnehmen und durch die sie um schliessenden Kastenwände am Kippen unter dem Einfluss der Scherkräfte verhindert sind.
Schnitt B -B in der Fig. 3b stellt eine solche Querverbindung q mit den Anschlüssen an die Nastenwände in der Ansicht @dar.
In der Fig. 5 ist noch, zur Erläuterung der Bauart, der torsionssteife Kasten im Verein mit den Querverbindungen perspek tivisch dargestellt.
Der Heberauslauf U,, (Fug. 3) ist im Schutze des Stauschildes S dicht an diesem angeordnet, und zwar derart, dass der tiefste Punkt der innern Wandung am Heberauslauf um ein Mass d b höher als die Unterkante des Sohlenbalkens D liegt, während die Ebene n des Heberauslaufes mit der Waag rechten einen spitzen, nach dem LTnterwasser zu ansteigenden Winkel a bildet.
Der Sohlen balken<I>D</I> sitzt auf der Wehrschwelle<I>b</I> auf, die gegenüber der Fluss- oder Kanalsohle a um das Mass ih tiefer gelegt ist. Den Über- gang von der Flusssohle a zu der Wehr schwelle b bildet eine sanft abfallende Ge rade oder Kurve c, derart, dass sich die ver senkte Wehrschwelle so verhält, als wenn der Verschlusskörper auf der normalen Sohle aufliegen würde, insbesondere, dass beim An beben des Verschlusses sich ein ungestörter Durchfluss unter dem angehobenen Verschluss- körper einstellt.
Das Mass .Jh ist nach der Fig. 3 so gewählt worden, dass falls gar kein U nterwasser vorhanden ist, der Heberauslauf gleichwohl in das tiefer als die Wehrschwelle <I>b</I> angeordnete Becken<I>k</I> vollständig eintaucht.
Die beiden Wandungen W" und Wi sind an die Endscheiben E angeschlossen. Diese Endscheiben sind in bekannter Weise mit dem Zahn- und Rollkranz Z versehen, denen in den Pfeilernischen die Rollbahnen und Zahnstangen T entsprechen. Der Verschluss wird durch das Hubmittel K bewegt.
Fig. 6 zeigt die Formung des Hebers als Tragkörper für eine Heberwalze grosser Stütz weite, wobei entsprechend dem grösseren er forderlichen Trägheitsmoment der nach einem breitgezogenen<B>$</B> geformte Heber in waag rechter Richtung eine noch grössere Ausdeh nung aufweist. In dieser Fig. 6 ist auch die beispielsweise Ausbildung des Beckens k ent sprechend der obererwähnten Ausbildung dargestellt und die Wirkungsweise durch Einzeichnung des Wasserstrahles erläutert.
Man ersieht aus dieser Figur, wie die obere Begrenzung des Strahles bezw. der eventuell darüber liegenden Deckwalze ein in dem Sinne der Fliessrichtung negatives Gefälle aufweist, was der Rückbildung von Bewe gungsenergie in Energie der Lage entspricht.
Die Unterkante der Innenwandung 1Vi des Auslaufkrümmers ist möglichst nahe an die Wehrschwelle gerückt und die Krümmerwan- dung findet eine stetige und fast unmittel bare Fortsetzung im anschliessenden Teil des Beckenbodens, der in diesem Bereich hier mit dem gleichen Krümmungshalbmesser r wie der Auslaufkrümmer selbst ausgebildet ist. Im weiteren Verlauf des allmählich anstei- !#enden Beckenbodens ist den Erfordernissen für eine stetige Strahlführung Rechnung -etragen.
Fig. 7 und 8 zeigen die Gestaltung des zum Tragkörper ausgebildeten Hebers bei einem Schützenwehr. Das Tragwerk besteht auch hier aus den beiden Heberwänden Wa und 11'i. wobei die beiden Enden der innern Heberwandung 11'e durch Vermittlung des Längsträgers T' zu einem geschlossenen Hohl zylinder zusammengefügt sind.
Im Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 8 ist zwecks eines möglichst verlustlosen Einströmens der He bereinlauf bis zur Wehrschwelle ausgeweitet. Auch in diesem Beispiel ist die erwähnte Ausbildung des Beckens dargestellt, dessen oberwasserseitiger Teil auch hier denselben Krümmungsradius r wie die anschliessende Innenwandung des Auslaufkrümmers auf weist. Schliesslich zeigt Fig. 7 wie der Wehr steg G unmittelbar auf den Verschlusskö rper aufgesetzt und abgestützt ist.
Die beiden Heberwandungen sind an den Tragwerks enden an die Endrahmen E angeschlossen, die ihrerseits die Auflagerkräfte an die Laufrollen R und an die Laufschienen L ab geben.