DE19522344C2 - Bauteil mit einem Körper aus Mineralguß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Körper aus Mineralguß, insbesondere Entwässerungsrinne, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 00 81 762 A1 ist eine aus Metall geformte Zarge für Entwässerungsrinnen mit zwei nach unten weisenden, parallel und im Abstand verlaufenden Schenkeln, die zwischen sich einen Kanal bilden, vorbekannt.

Die dort verwendeten Zargen für Entwässerungsrinnen weisen Verankerungsprofile auf, die mit dem Rinnenkörper vergossen werden.

Insbesondere bei Straßen und Wegen, die für den Schwerlast­ verkehr ausgelegt sind, ist eine besonders stabile Rinnenkon­ struktion bzw. Halterung der Abdeckungen, z. B. Rinnenroste, erforderlich. Hier sind besonders kritisch die auf die Rinnenabdeckung einwirkenden Kräfte, die durch häufiges und schnelles Überfahren auch mit großen Radlasten entstehen. Die entstehenden komplexen wechselnden Lastfälle umfassen Bean­ spruchungen aus zyklisch wechselnden Zug- und Druckkräften, Biegekräften und Scherkräften. Durch eine bekannte Verzahnung zwischen der Zarge und Rinnenkörper wird zwar zwischen beiden Teilen eine feste Verbindung erhalten, andererseits ist aber der Querschnitt der Rinnenwand im kritischen Bereich reduziert, so daß Bruch- und Rißgefahr in den Seitenwänden des Rinnen­ körpers besteht.

Demnach wurde vorgeschlagen, bei einer bekannten Zarge die Zargenschenkel an der Unterseite mit mehreren Ausnehmungen zu versehen und zwischen den Ausnehmungen Vorsprünge verbleiben zu lassen, wobei die Ausnehmungen und Vorsprünge des einen unteren Schenkels zu denen des anderen unteren Schenkels teilweise versetzt und annähernd auf Lücke angeordnet sind.

Die Ausbildung von Gußzargen mit abwechselnden Ausnehmungen und Vorsprüngen in den sich gegenüberstehenden Schenkeln hinsichtlich der Gußform ist aufgrund der Hinterschneidungen sehr kostenintensiv.

Darüber hinaus wurde bereits vorgeschlagen, einen Rinnenkörper mit einer integralen Zarge zu versehen, wobei diese Zarge aus einem leicht zu fertigenden und eine geringe Masse aufweisenden Blechformteil besteht.

Bei höheren angestrebten Belastungsklassen des Rinnenkörpers bzw. der Zarge besteht jedoch die Notwendigkeit, für eine bessere Kraftübertragung zwischen Zarge und Rinnenkörper Sorge zu tragen. Dies ist jedoch nur mit einer Vergrößerung der wirk­ samen Verankerungsflächen möglich. Wenn die Verankerungsfläche der vorbeschriebenen Zarge durch seitliche Verlängerung der Zunge erhöht wird, treten jedoch während des Schrumpfens extreme Kräfte auf, so daß die Zarge verbogen wird oder der Rinnenkörper zur Rißbildung neigt.

Demnach gelingt es weder mit bekannten Metallgußzargen noch mit Blechformteilzargen den Widerspruch zu lösen, der darin be­ steht, einerseits in effektiver Weise die Zarge selbst herzu­ stellen und diese so mit dem Mineralgußmaterial zu einem Rinnenkörper zu formen, daß dieser allen auftretenden Be­ lastungsfällen gerecht wird, ohne zu Rißbildungen zu neigen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Bauteil mit einem Körper aus Mineralguß, insbesondere eine Entwässerungsrinne anzugeben, bei welchem in einfacher Weise zum einen die erforderliche Zarge herstellbar ist und bei dem zum anderen die Befestigung der Zarge auf bzw. in dem Körper mittels Eingießens so erfolgen kann, ohne daß beim Schrumpfen des Rinnenkörper­ materials und/oder bei der späteren Belastung der Entwässe­ rungsrinne Beschädigungen oder unerwünschte Verformungen auftreten.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegenstand gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches umfassen.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen spezielle Metallgußzarge für das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere eine Entwässerungsrinne einzusetzen, wobei die Metallgußzarge unterhalb ihrer Auflagefläche einen angeformten, langge­ streckten Tragstab aufweist. Dieser Tragstab, der integraler Bestandteil der Zarge ist, wird im Rinnengießprozeß vom Mi­ neralguß umschlossen.

Am Tragstab sind integral mit diesem verbundene beabstandete, zur Auflagefläche im wesentlichen senkrecht angeordnete Halte­ stäbe vorgesehen. Diese Haltestäbe weisen an ihrem freien Haltestabende einen angeformten Querfortsatz auf.

Der Querfortsatz verläuft senkrecht zur Achse der Haltestäbe und in Richtung der Längsausdehnung der Seitenwände des Rinnenkörpers.

Alternativ kann der Querfortsatz eine kreuz- oder sternförmige Fläche aufweisen.

Mittels der Haltestäbe und den Querfortsätzen ist ein Heraus­ brechen der Zarge bei Querbefahrung eines auf der Zarge ange­ ordneten Rostes aus den Rinnenseitenwänden wirksam verhin­ derbar.

Insbesondere dienen die Querfortsätze oder auch Querstäbe der Verhinderung des Heraushebens oder -hebelns der Zarge nach oben.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Haltestäbe über die Längsausdehnung des Tragstabes bzw. der Zarge gleich­ mäßig verteilt angeordnet, so daß einwirkende Kräfte möglichst gleichmäßig im Rinnenkörper verteilt werden, ohne daß punktuell eine zu hohe Bruch- oder Scherbelastung vorliegt.

Durch die beabstandete Anordnung der Haltestäbe in Verbindung mit den Querfortsätzen sowie der langgestreckten Ausbildung des Tragstabes unterhalb der Auflagefläche der Zarge ist darüber hinaus sichergestellt, daß weniger Spannungen zwischen Mine­ ralguß und eingegossener Zarge beim Eingießen bzw. Aushärten des Mineralgußes auftreten, so daß die Qualität und die wirt­ schaftliche Ausbeute derartig hergestellter Entwässerungsrinnen erhöht wird.

Das mit dem erfindungsgemäßen Verankerungssystem ausgerüstete Bauteil mit einem Körper aus Mineralguß, insbesondere eine Entwässerungsrinne ist in der Lage, in optimaler Weise auf die Zarge einwirkende Längs-, Quer- und Druckkräfte aufzunehmen und zum Mineralguß-Rinnenkörper zu übertragen, ohne daß es zum Bruch im Mineralgußteil selbst, nämlich im Rinnenkörper bzw. dessen Seitenwänden kommt.

Die verwendete Gußzarge läßt sich formtechnisch sehr leicht herstellen und besitzt ein bezogen auf bekannte Zargen re­ duziertes Einsatzgewicht.

Durch die geometrische Anpassung der Verhältnisse zwischen der Breite der Auflagefläche der Zarge, Tragstabbreite und -länge sowie Durchmesser der Haltestäbe sowie der Querfortsätze können Zargen für ganz unterschiedliche Entwässerungsrinnen und unterschiedliche Belastungsklassen ausgebildet werden, ohne daß der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels und unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen

Fig. 1a eine Vorderansicht einer Metallgußzarge,

Fig. 1b, c und d jeweils Schnitte entlang der Linien A-A, B- B bzw. C-C gemäß Fig. 1a,

Fig. 2 eine Metallgußzargenansicht von unten mit erkennbaren Querfortsätzen an den Haltestabenden sowie

Fig. 3 eine Ansicht von oben auf eine Metallgußzarge.

Bei der in den Figuren gezeigten Metallgußzarge handelt es sich um einen solche, die für hohe Belastbarkeiten ausgelegt ist. Die Zarge weist bezogen auf den Rinnenkörper kantenschützende Funktion auf und dient beispielsweise der Aufnahme eines Stegrostes.

Die Gußzarge ist fest in den Mineralguß, nämlich Polymerbeton eingegossen.

Durch Ausbildung eines Gußstegrostes in Verbindung mit der Metallgußzarge ist zur Sichtseite hin eine einheitliche Optik entsprechend ausgeführter Entwässerungsrinnensystem ge­ währleistet.

Gemäß Ausführungsbeispiel besteht die Zarge aus Grauguß­ material. Stegroste, beispielsweise aus Kugelgraphitguß sind mittels Schrauben mit der Zarge verbunden.

Die Rinnenkörper weisen stirnseitig ein Nut- und Federsystem für paßgenaue Übergänge auf. Durch das erwähnte Nut- und Federsystem wird gleichzeitig der Ein- bzw. Zusammenbau der Rinnenkörper zu einem Rinnensystem erleichtert.

Die Zarge 1 gemäß Vorderansicht nach Fig. 1a weist einen Schenkel 2 auf, welcher dem seitlichen Arretieren und Führen eines nicht gezeigten Abdeckrostes dient.

Der Schenkel 2 geht in eine abgewinkelte Auflagefläche 3 für den (nicht gezeigten) Abdeckrost über (Fig. 1b).

Auf den Abdeckrost aufgebrachte Kräfte werden von der Auflage­ fläche 3 und dem Schenkel 2 der Zarge 1 in den Rinnenkörper (nicht gezeigt) abgeleitet.

An der Unterseite der Auflagefläche 3 ist im wesentlichen mittig und langgestreckt ein Tragstab 4 angeordnet.

Dieser Tragstab erhöht das Widerstandsmonument der Zarge in der Hauptbelastungsachse. Der Rücksprung des Tragestabes am Zargenende gewährleistet den glatten Mineralgußabschluß am Ende der Rinne und gestattet die Ausbildung eines Sicherheitsfalzes zum Abdichten der Rinnenstöße untereinander.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Tragstab 4 einen nahezu rechteckigen oder quadratischen Querschnitt und ist im wesentlichen nur durch Befestigungstaschen 5 zur Aufnahme von Befestigungsmitteln des nicht gezeigten Rostes unterbrochen. Durch die konstruktive Ausführung der Befestigungstaschen 5 können diese in ihrem breitenmäßigen Abschnitt eine kraftauf­ nehmende bzw. kraftübertragende Funktion des Tragstabes 4 übernehmen.

Im wesentlichen gleichmäßig beabstandet sind am Tragstab 4 Haltestäbe 6 vorgesehen, wobei die Achse der Haltestäbe 6 im wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche 3 bzw. zur Längsachse des Tragstabes 4 verläuft.

Die Haltestäbe 6 besitzen beispielsweise einen kreisrunden oder ellipsenförmigen Querschnitt und umgreifen klammerartig die Seitenflächen des Tragstabes 4.

Die Haltestäbe übertragen die Querkräfte beim Belasten der Rinne (Querbefahren) in die Seitenwände. Sie sind in ihrem Abstand und in ihrer Länge so dimensioniert, daß sie die maximal vom Rinnenkörper aufnehmbaren Querkräfte in diesen übertragen.

Das freie Haltestabende 6/1 besitzt jeweils einen Querfortsatz 7. Der Querfortsatz 7 kann beispielsweise als Querstab ausge­ bildet sein, so daß sich einen T-Form aus Haltestab und Quer­ stab ergibt.

Der Querstab bzw. Querfortsatz 7 ist in einer Ausführungsform mit seiner Längsachse rechtwinklig zur Achse des Haltestabes stehend und mit seiner Längsausdehnung im wesentlichen parallel zur Längsausdehnung des Tragstabes 4 ausgerichtet.

Die Querstäbe verhindern beim Befahren der Rinne ein Heraushebeln der Zargen nach oben.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Querfortsatz mit zwei zur Unterseite der Auflagefläche 3 gerichteten Keilflächen 71 versehen und weist gegenüber den jeweiligen Keilflächen eine senkrecht zur Achse des Haltestabes 6 gerichtete Endfläche auf.

Die Keilflächen verhindern, daß sich beim Eingießen des Mineralgusses Lufteinschlüsse unter den Querstäben bilden können, die das Bauteil schwächen würden.

Zur Erhöhung der Formbeständigkeit der Metallgußzarge sowie zur Optimierung des Umgießens mittels Mineralguß ist gemäß einem ergänzenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Unterseite der Auflagefläche 3 kontinuierlich in den Tragstab 4 sowie die Haltestäbe 6 übergehen zu lassen und als integrales Bauteil auf zuführen.

Verfahrensseitig erfolgt die Herstellung der Zarge in einem Metallgußprozeß. Daß heißt, es wird ein integrales Bauelement bestehend aus Schenkel 2, Auflagefläche 3, Tragstab 4, Halte­ stab 6 und Querfortsatz 7 gefertigt.

Insgesamt bilden die erwähnten Komponenten der Metallgußzarge ein neuartiges Verankerungssystem, wobei bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei einer Zargenlänge von 500 mm sechs Rundstäbe als Haltestäbe vorgesehen sind, die in einem massiven Zargenprofil, nämlich dem zusätzlich vorgesehenen Tragstab 4 geführt sind. Am freien Ende der Haltestäbe sind als Sicherung der Zarge gegen Herausheben nach oben Querfortsätze bzw. die erwähnten Querstäbe 7 angeformt.

Im Vergleich zu bekannten Metallgußzargen lassen sich die Zargen gemäß Ausführungsbeispiel formtechnisch leichter her­ stellen, wobei die Zarge selbst ein geringeres Einsatzgewicht aufweist.

Claims (9)

1. Bauteil mit einem Körper aus Mineralguß, insbesondere Entwässerungsrinne, mit einem im wesentlichen einen U- förmigen Querschnitt aufweisenden Rinnenkörper und einer Kantenschutz-Metallgußzarge mit Auflageflächen an der Oberseite des Rinnenkörpers zur Aufnahme eines Abdeckrostes, wobei Teile der Metallgußzarge im Rinnenkörper eingegossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zarge (1) unterhalb der Auflagefläche (3) je einen angeformten, langgestreckten, in Längsrichtung der Zarge (1) verlaufenden Tragstab (4) aufweist, über dessen Längsaus­ dehnung beabstandete, zur Auflagefläche (3) im wesentlichen senkrecht angeordnete Haltestäbe (6) am Tragstab (4) vorge­ sehen sind, wobei mindestens einige der Haltestäbe (6) an ihren freien Haltestabenden einen angeformten Querfortsatz (7) aufweisen und Tragstäbe (4), Haltestäbe (6) und Quer­ fortsätze (7) im Rinnenkörper vom Mineralguß umschlossen eingegossen sind.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestäbe (6) im wesentlichen gleichmäßig beab­ standet über die Länge des Tragstabs (4) angeordnet sind.

3. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestäbe (6) eine kreisrunde, elliptische oder dergleichen Querschnittsfläche aufweisen.

4. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unter unterschiedlichen Winkeln bezogen auf die Längsachse des Trabstabs (4) angeordnete Querfortsätze (7) je Haltestab (6) vorgesehen sind.

5. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfortsätze (7) am freien Ende des Haltestabs (6) mindestens zwei zum Tragstab (4) hin gerichtete Keilflächen (71) sowie eine senkrecht zur Achse des Haltestabs (6) gerichtete Endfläche (72) aufweisen.

6. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragstab (4) durchgehend ausgebildet und im wesentlichen mittig unterhalb der Auflagefläche (3) angeordnet ist.

7. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragstab (4) eine im wesentlichen quadratische oder rechteckige Querschnittsfläche aufweist.

8. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestäbe (6) den Tragstab (4) jeweils U-förmig, klammerartig umgreifen.

9. Bauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Auflagefläche (3) kontinuierlich in die jeweilige Seitenfläche des Tragstabs (4) und/oder des entsprechenden Bereichs des Haltestabs (6) übergeht.