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Lagerung eines winkelförmigen Oberschützes mit trapezförmigem oder
ähnlich wirkendem Tragkörper Die winkelförmigen Oberschütze von Doppelschützen unterliegen
beim Absenken einer zweifachen veränderlichen Belastung durch den Wasserdruck. Einerseits
ändert sich bei der Abwärtsbewegung .des Oberschützes der Wasserdruck auf die lotrechte
Stauwand und nimmt, wenn die Dichtung am oberen Ende des Unterschützes angebracht
ist, in dem Maße, wie die'Absenkung zunimmt, ab, andererseits aber wächst bei zunehmender
Absenkung die Was.serauflast des überfallenden Strahles auf den überfallrüdken und
nimmt bei einer gewissen Absenkungstiefe Werte an, die vergleichbar sind mit der
Größe des waagerechten Wasserdruckes, diesen zuweilen sogar übertreffend. Die Folge
dieser wechselnden Kraftwirkungen ist, daß ;das Oberschütz, das in der Staulage
durch den waagerechten Wasserdruck sowohl gegen die oberen Stützrollen in den Nischen
als ,auch gegen die unteren Saumrollen .an das Unterschütz angepreßt wird und dadurch
sich im stabilen Gleichgewicht befindet, bei einem gewissen Maß der Absenkung aus
dieser stabilen in eine 1`abile Gleichgewichtslage gerät, die eben .durch das Überwiegen
der kippenden Wirkung der Wasserauflast über die stabi,lisieren!de Wirkung des Staudruckes
entsteht. Um dieses Kippen zu vermeiden, hat man an dem unteren Saum des lotrechten
Schenkels des Winkelschützes einen waagerechten, die Enden des lotrechten Spanten
verbindenden Träger angeordnet, der in angemessenen Abständen mit Zangen versehen
war, die in lotrechte, auf dem Unterschütz angebrachte Schienen eingriffen und dadurch
eire
Umkippen des Oberschützes verhinderten. Mit dieser bekannten
Anordnung sind jedoch zwei wesentliche Nachteile verbunden. Einerseits kann durch
diese Vorrichtung das Auftreten des labilen Gleichgewichtszustandes nicht verhindert
werden, so daß in dieser Absenklage das Oberschütz in der Regel in Schwingungen
(wegen des stets vorband enen Spiels zwischen Zangen und Schienen) geraten wird,
anderseits aber bedeuten der waagerechte Zangenträger und teilweise auch die Schienen
eine hydraulisch sehr ungünstige Anordnung, indem beim Anheben der zusammengeschobenen
Schützen besonders .der waagerechte Zangenträger starke Sogwirkungen hervorruft,
durch die das winkelförmige Oberschütz in heftige Schwingungen gerät.
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Anderseits sind bei Doppelschützen verwindungssteife Tragkörper vorgeschlagen
worden, und es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, durch die besondere Lagerung
derartiger Tragkörper die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und auch eine wesentliche
Vereinfachung -der ganzen Anordnung zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß folgendermaßen
bewerkstelligt: Es werden entweder die obere Stützung des winkelförmigen Schützes
in den Nischen oder seine Aufhängung oder schließlich beide gleichzeitig derart
exzentrisch angeordnet, d.'h. es werden die Abstützrolle bzw. die Abstützmittel
für die Aufnahme -des Stützendruckes in den Pfeilernischen so weit nach oben und
die Aufhängung für die Aufnahme des Eigengewichtes und der lotrechten Teilkraft
der Wasserauflast so weit nach Unterwas:ser verschoben, daß durch diese Exzentrizitäten
Gegenmomente hervorgerufen werden" die das vorher erwähnte Kippmoment aufheben und
um ein gewisses, für die Sicherheit erforderliches Maß überwiegen. Das Zus.tande!kommen
der Wirkung dieser erfinderischen Anordnung bedingt jedoch die verwindungsstenfe
Ausbildung des Sc!hützentragkörpers, da dieser erst vermöge seiner Verwinidungssteifigleeit
in der Lage ist, den für die Hervorbringung der erstrebten Wirkung notwendigen Ausgleich
zwi'sc'hen dem Kippmoment durch die Wasserauflast und den stabilisierenden Momenten
durch die exzentrisch angebrachte Nischenabstützung und die ebenfalls exzentrisch
angeordnete Aufhängung zu bewirken. Die weiteren Vorteile, die sich durch ,die Erfindung
ergeben, insbesondere die vorteilhafte Ausbildung des unteren Saumes des Oberschützes
bzw, der Spanten, durch welche weitere Ursachen für das Auftreten der erwähnten
Schivimgungserscheinu:ngen beseitigt werden, sollen an Hand des Austührungsbeispieles
näher besprochen werden.
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In den Fig. i bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Insbesondere stellt FinG. i einen Querschnitt des Oberschützes mit dem dazugehörigen
Unterschütz in Schützenmitte, Fig. 2 einen soichen am Schützenende dar, während
-in Fig. 3 ein Krafteck mit den in Fig. 2 eingetragenen Kräften gezeichnet ist.
In Fig. 4 ist eine axonometrische Darstellung der erfindungsgemäßen Ausbildung des
unteren Spartendes des Oberschützes mit der Tragkonstruktion für die unteren Saumrollen
eingetragen. Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Anordnung nach Fig. q., während
schließlich Fi-. 6 eine schematische Darstellung des Grundprinzips für :die Anordnung
nach den Fig. q. und 5 darstellt.
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Insbesondere ist in Fig. i für beide Schütze ein trapezförmiger Tragikörper
:gewählt worden, dessen plattenförmiger Druckgurt durch die Stautafel gebildet wird
und beim Oberschütz mit i -bezeichnet ist, während der ebenfalls plattenförmige
Zuggurt die Bezeichnung 2 und der obere bzw. der untere Steg die Bezeichnungen 3
bzw. q. tragen. Der so gebildete Tragkörper besitzt neben einer hohen Bieggxngssteifigkeit
auch eine sehr große VerwinJungsfestigkeit und eignet sich infolgedessen ganz besonders
für die Anwendung bei der erfindungsgemäßen Anordnung. 5 "bezeichnet den Querrahmen
des Tragkörpers, 6 die obere aus hydraulischen Gründen vorgenommene Ausru.ndung
des oberen Steges. 7 ist die waagerechte Breite des Oberschützes in Schützenmitte,
9 die Höhe des Zuggurtes in diesem Querschnitt. An den Schützenenden (Fig. 2) verringert
sich die waagerechte Breite auf :das mit 8 bezeichnete Maß, während die Höhe der
Zuggurtplatte sich auf das Maß io erhöht. Die lotrechten Spanten 29 sind' an ihrem
unteren Ende .mit Saumrollen 12 versehen, ,durch die sich das Oberschütz -gegen
das Unterschütz abstützt. In der Fig. i sind diese beiden Schützkörper in zusammengeschobenem
Zustand, entsprechend der größten Absenkung des Oberschützes, dargestellt. Die am
oberen Saum desUnterschützes angebrachte, mit 14 bezeichnete waagerechte Längsdichtung
zwischen den beiden Schützen begrenzt nach unten den auf das Oberschütz -in dieser
Stellung entfallenden Wasserdruck, dessen Resultierende mit 15 bezeichnet ist. Die
Resultierende@des restlichen Teils des Wasserdruckes, der als Wasiserauflast auf
den Überfallrüc'l',en 3 in Erscheinung tritt, ist mit dem Bezugszeichen 16 versehen.
Schließlich ist in dieser Figur die Resultierende 17 des Eigenigewichtes des Oberschützes
eingetragen. Der Spant 29 ist an .dem Druckgurt i angenvetet. Um die wechselseitige
Übertragbarkeit von Momenten mit waagerechter Drehachse (für den trapezförm#gen
Tragkörper Torsionämomente) zwischen (dem Trapezriegel und den Spanten zu gewährleisten
und um dadurch die erstrebte Wirkung überhaupt möglich zu machen, sind an jeden
Spant 29 einerseits an seinem oberen Ende Kopflaschen 27 und weiter unten, in möglichst
großer Entfernung, Zug- und Drucklaschen 28 angeordnet; letztere durchdringen den
Druckgurt i und stellen eine zug- und druckfeste Verbindung zwischen .den Tragkörperquerrahmen
5 und den Stegblechen der Spanten 29 dar. In :der Fig. i ist schließlich- durch
einen punktierten Pfeil die Lage der oberen Abstützung des Oberschützes in den Nischen
eingetragen. Die Entfernung dieser Stützkraft von der Stützkraft 2o«der unteren
Saumrollen 12 ist mit 22 bezeichnet, während die Entfernung der Stützkraft 2o von
der Wasserdruckresultierenden 15 die Bezeichnung 23 trägt. Durch
die
Aufstellung ,der Gleichung für @die Gleichgewichtsbeditigung des OberscJhütz,es.
-kann man bereits ersehen, daß man den positiven Wert der Stützkraft 2o dadurch
wirksam erhöhen kann, (da,ß man das Maß 22 möglichst ,groß wählt.
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In Fig.2 ist ein Querschnitt am Schützenende ebenfalls in zusammengeschobenem
Zustand dargestellt. Jedes der beiden aus den Teilen i bis 6 zusammengesetzten Schützenenden
ist einerseits durch die exzentriech nach oben versetzte Rolle i i und anderseits
durch die exzentrisch nach Unterwasser verschobene Kette 13 in waagerechter und
vertikaler Richtung gehalten. Die Stützkraft der Rolle i i. ist mit 21 und ,die
Kettenkraft mit 24 bezeichnet. Die in der Fig. i bereits ermittelten und eingetragenen
äußeren Kräfte auf das Oberschütz, nämlich das Eigengewicht 17, die Wasserauflast
16 und der waagerechte Wasserdruck 15 sind in der Fig. 2 so weit verschoben eingetragen,
daß alle drei durch den sog. Schubmittelpunkt 18 hindurchgehen. Durch diese Verlagerung
der drei angreifenden Kräfte ent-, steht noch ein zusätzliches Drehmoment, das in
kippendem Sinn wirkt und in der Fig. 2 durch .den bogenförmi-en Pfeil i9 veranschaulicht
ist. Wie in der Fig. 3 dargestellt, bilden sämtliche auf das Oberschütz wirkenden
Kräfte, das sind,das Eigengewicht 17, die Wasserauflast 16, :der waagerechte Wasserdruck
15, ferner die Kettenkräfte 24, die Summe der auf die unteren Saumrollen über tragenen
Drücke 2o und die beiden Stützrollendrüclze 21, wohl ein geschlossenes Krafteck,
aber es verbleibt ein aus der Summe der Kräfte 15, 16 und 17 bzw. 2o, 21 und 24
(gleich der Kraft 25 in Fing. 3) gebildetes Kräftepaar, eben das Moment i9, dem
das durch die exzentrische Verlagerung der Stützrollen i i und :der Kettenaufhängungen
13 -sozusagen künstlich erzeugte Moment entgegenwirkt. Wie eingangs erwähnt, wird
dieses Moment so groß gewählt, evtl.durch Verlegung der Kettenaufhängung .bis zum
unterwasserseitigen Rand des Oberschützes, daß noch ein positiver Überschuß verbleibt,
der .sich in der ungünstigsten Absenkstellung in einem positivere Stützendruck 2o
der unteren Saumrollen äußert. Das erwähnte Gegenmoment besteht praktisch genommen
aus zwei Teilmomenten, und zwar aus ,dem Moment, das ;gebildet isst aus dein waagerechten
Wasserdruck 15 einerseits und dem entgegenwirkenden Rollendruck 21 anderseits, multipliziert
mit ihrem gegenseitigenAbs:tand, und aus,dem Moment, gebildet aus dem Kräftepaar
Eigengewicht -I- Wasserauflast einerseits und Kettenkraft anderseits, ebenfalls
multipliziert mit dem zugehörigen ;gegenseitigen Abstand. Die an den Schützenenden.
auf der Ober-,vaseerseite in möglichst tiefer Lage angeordnete Rolle 26 :dient als
Sicherung gegen Kippen für außerordentliche Belastungsfälle bzw. Kippwirkungen.
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Fig. 4 zeigt die hydraulisch vorteilhafte Ausbildung,des unteren Endes
der Spanten 29, die durch, die Erfindung ermöglicht wurde, @da der eingangs erwähnte
Zangenträger jetzt entfällt. Außerdem ist aber in :dieser Figur :sowie in den nachfolgenden
Fig. 5 und 6 eine neue, erfindungsgemäße Verbindung der Saumrollenträger mit den
Spanten veranschaulicht, die auch ihrerseits zu einer hydraulisch einwandfreien
Ausbildung des unteren Oberschützensau.mes beiträgt und dadurch die Schwingungsgefahr
zu vermeiden hilft. Entgegen den bekannten Anordnungen, bei denen -die Saumrollen
zwischen zwei Wangenträggern gelagert sind, die ich einerseits am unteren Spantenende
und anderseits nochmals an einer weiter oben gelegenen Stelle gegenden Spant lagern
und dadurch Zwischenräume bedingen, durch die Hohlsogwirkungen hervorgerufen werden,
erhält !hier das Wangenträgerpaar die Lagerung nur an einer Stelle des Oberschützspantes,
nämlich an seinem unteren Ende. In den Fig. 4 bis 6 sind die beiden Wangenträger
der Saumrollen 12 mit 3o bezeichnet, die vermittels des Winkeleisenpaares 34 des
Querbleches 32 und des zweiten Winkeleisenpaares 33 an. das Stegblech des Spantes
29 angeschlossen sind. Da jedoch dieser Ä;nschluß lediglich die Kraft 2o :der Saumrollen
12, nicht aber das durch :die Verlagerung hervorgerufene Kräftepaar einwandfrei
aufzunehmen vermag, sind die Wangenträger 30 einerseits durch die Platte
34 und anderseits durch die Platte 35 an die beiden Gurtungen des Spantes 29 :angeschlossen..
Durch diese zusätzliche Vorrichtung ist die ,sichere Übertragung des. Saumrollenstützendruokes
2o und des zugehörigen Momentes auf den eigentlichen Spant 29 ermöglicht. Durch
die gedrungene Bauweise ist es nun auch möglich, die noch vorhandenen, verhältnismäßig
kleinen einspringenden Ecken durch Futterhölzer oder Verklei.dungsblec'he, die der
Strömungs@fo.rm anigepaßt sind, auszufüllen und dadurch Störungsursachen zu vermeiden.
Das die Teile 34 32 und 33 auskleidende Futterwerk ist mit 36 und das die Längsversteifung
37 auskleid#-,nde Futterholz mit 38 bezeichnet. In Fig. 6 ist die Wirkungsweise
der Anordnung nochmals schematisch verdeutlicht, wobei,die gleichwirkenden Teile
dieselben Bezeichnungen wie in den Fig.4 und 5 erhielten. Man ersieht aus dieser
Abbildung, daß die Verlegung der Kraft P nach -der Stelle 31, 32, 33 ein Moment
P - a hervorbringt, .dem das durch die beiden erwähnten Platten 34 und 35
übertragene Kräftepaar Z - lt = D - h entgegenwirkt. Die Bolzen 39 in Fig.
5 dienendem. Anschlußeiner Abdeckung, die die Saumrollen nach Oberwasser verschließt
und gleichzeitig eine strömungsgerechte Form des unteren Endes schafft.