DE10016680A1

DE10016680A1 - Formstein

Info

Publication number: DE10016680A1
Application number: DE2000116680
Authority: DE
Inventors: Winfried E Scholta
Original assignee: Winfried E Scholta
Current assignee: SCHOLTA, WINFRIED E., DE
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: DE10016680B4

Abstract

Durch die zunehmende Bevölkerungsdichte wird immer mehr Land zugebaut. Die Erde wird durch starke Bodenverdichtung und undurchlässige Materialien teilweise oder ganz versiegelt. DOLLAR A Wegen ihrer senkrechten Berührungsflächen können Pflaster- u. Rasengittersteine bei Nässe und starker Belastung ins Erdreich gedrückt werden und ihren Zweck nicht mehr erfüllen. DOLLAR A Die schrägen Berührungsflächen und die darüber hinaus mögliche Verzahnung dieser neuen, auch auf üblichen Steinformmaschinen herstellbaren Formstein-Grundelemente verhindert dies und verteilt die Lasten auf die gesamte Pflasterfläche. DOLLAR A Zusätzliche Löcher und Nuten erweitern die Funktionalität und schnelle Entwässerung in das Erdreich. DOLLAR A Auf einer Pflasterfläche sind beliebige Kombinationen von geschlossenen über weniger oder stark entwässernden bis zu begrünbaren Anwendungen möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formstein-Bauelement entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1.1 und 1.2 zum Einsatz als hochbelastbare horizontale Befestigung von Wegen, Höfen, Park-, Stell- und sonstigen Freiflächen über Strassenbankette bis hin zur Sicherung von Ufern, steilen Böschungen und Hängen, insbesondere aber zum Zweck der Flächenentwässerung oder/und zur Aufnahme von Erde und anderen Substraten für eine Begrünung oder Bepflanzung.

Dabei soll das Formstein-Element auf üblichen Produktionsanlagen durch im gleichen Steinform-Grund werkzeug leicht auswechselbare Formeinsätze so variabel zu Elementvarianten verändert werden können, daß der Einsatz von begrünbar und/oder den Untergrund mehr oder minder stark entsiegelnd bis völlig versiegelnd reicht.

Durch gleiche Abmessungen sollen die einzelnen Elementvarianten auf der zu befestigenden Fläche so vielfältig mit- u. untereinander kombiniert werden können, daß sowohl belastbare neben entwässernden und begrünbaren Anwendungen gleichzeitig möglich sind.

Beim Einbau jedoch muß sich das Element möglichst ohne zusätzliche Bauteile so mit- u. untereinander verbin den, stützen und/oder verzahnen, daß die punktuelle Lastabtragung vom Einzelelement größtmöglich auf die Gesamtfläche verteilt wird, bei Reparaturen aber problemlos aus der Fläche lösen lassen und austauschbar sein.

Stand der Technik

Durch die zunehmende Bevölkerungsdichte wird immer mehr Land zugebaut. Die Erde wird durch starke Bodenverdichtung und undurchlässige Materialien teilweise oder ganz versiegelt.

Versiegelte Flächen haben, weil das Regenwasser nicht mehr versickert, für Mensch und Natur viele Nachteile.

Straßen und viele stark frequentierte Flächen werden aus Gründen der Verkehrssicherheit, Belastbarkeit oder/und gegen das Eindringen von Stoffen, die das Grundwasser gefährden, mit Asphalt etc. versiegelt.

Auch Höfe, Park-, Stell- u. sonstige Freiflächen werden meist mit voll versiegelnden Pflastersteinen befestigt.

Entsiegelungs-Alternativen gibt es, doch sind sie meist weniger belastbar:

Die einfachste wasserdurchlässige Befestigung wenig benutzter Flächen sind Schotter-Rasen, Kies-u. Splittbeläge.

Besser belastbar sind Drainage-Formsteine und wasserdurchlässiges Porenpflaster.

Rasengittersteine bieten ca. ein Drittel Entwässerungs- od. Vegetationsflächenanteil, sind aber schlecht begehbar und pressen sich bei hohen Verkehrslasten in den Boden, wobei der Untergrund aus den Zwischenräumen nach oben dringt und dort wieder verdichtet wird.

Betonstein-Pflaster mit angeformten Abstandshaltern ermöglichen Fugen bis zu einer gewissen Breite, die mit Split oder Erde für Rasen ausgefüllt werden.

Breitere Steinfugen könnten die befestigte Fläche besser entwässern, aber schnell unbrauchbar machen, weil sich die einzelnen Pflastersteine wegen ihrer senkrechten Seitenflächen nicht mehr gegenseitig stützen und durch die punktuell wirkenden Verkehrslasten kippen oder verkanten können.

Geneigte Seitenwände mit entsprechenden Drainagerinnen würden, gegenseitig gedreht aufeinanderliegend, diese Stütze bieten und eine Lastverteilung ermöglichen.

Es gibt Bauformen, die keine senkrechten Seitenwände besitzen, im Handel aber wenig oder nicht verfügbar sind:

Die GB-A 1 107 097 zeigt ein einseitig offenes, durch schräge Seitenwände begrenztes, im Querschnitt vieleck iges Formstein-Grundelement

Die FR-A 1004 695 besitzt einen Entwässerungshohlraum, aber parallel zur Belastungsfläche rundum laufenden, gewölbte, ineinandergreifenden Nuten und Federn

Die DE-U 69 23 429 beschreibt eine nur für Gartenwege nutzbare Betonplatte mit beidseitiger Aufbordung, deren zur Lauffläche zeigenden Aufbordungs-Flanken angeschrägt sind, die jedoch keine Entwässerung aufweist.

Die DE-U 18 55 734 beschreibt eine flache, nicht entwässernde Betonfertigplatte mit zur Lastverteilung allseitig schrägen Seitenflächen, die sich bei der Montage hintergreifen, was ein späteres Auswechseln sehr erschwert.

Die DE-C 66 928 beschreibt ein nicht entwässerndes, unbegrünbares Straßenpflaster aus Zement-Beton-Steinen, wobei zwischen den einzelnen Steinen durch schräge Seitenflächen eine Lastverteilung erfolgt

Das EP 0 473 052 B1 beschreibt ein Formstein-Grundelement mit einseitig offenem, im Querschnitt vieleckigen und/oder bogenförmigen Querschnitt und rhomboidförmigem Längsschnitt, die den Untergrund zwar sehr gut entsiegelt und begrünbar ist, aber als Pflaster wenig belastbar ist

Allen Formen aber ist neben ihrer nicht oder mehr oder weniger guten Entwässerung und/oder Begrünbarkeit gemeinsam, daß sie mit den üblichen Steinformmaschinen nicht rationell geformt und entformt und kaum maschinell verlegt werden können.

Für alle maschinell und rationell geformten Pflastersysteme sind senkrechte Seitenflächen charakteristisch. Der Werkstoff wird bei der Herstellung von oben in unten und oben offene Formen gefüllt und verdichtet. Um dann die Steine zum Entformen nach unten auf die Trocken- u. Ablagebretter heraus drücken zu können, sind hinterschneidungsfreie Formwandungen nötig.

Lösung

Die Aufgabenstellung aus der Beschreibung löst die vorliegende Erfindung durch

A) ein Formstein-Grundelement-Faar, bestehend aus
zwei gleich großen, vierseitigen, gegenseitig gespiegelt geformten Prismen(vgl. Fig. 1.1a A, B), jedes begrenzt durch eine rechteckige Grundfläche (vgl. Fig. 1.4, A0, Fig. 1.8, B0),
zwei trapezförmige Seitenflächen (vgl. Fig. 1.2, A1, A3 u. Fig. 1.6, B1, B3),
zwei trapezförmige, die Deck- (vgl. Fig. 1.3, A2, A4) bzw. Bodenfläche (vgl. Fig. 1.7, B2, B4) bildende Auf standsflächen und eine gegenüber der Grundfläche schief abgeschnittene, sowohl gegen die Seiten- u. Aufstandsflächen als auch gegen die Grundfläche mit einem Winkel ungleich 90° schief geneigte, parallelogrammförmige Stirnfläche (vgl. Fig. 1.5. A5 u. Fig. 1.9, B5),

oder

A) ein Formstein-Grundelement-Paar, bestehend aus
zwei gleich großen, vierseitigen Prismen (vgl. Fig. 1.1b A, B), jedes Prisma begrenzt durch eine rechteckige Grundfläche (vgl. Fig. 1.4, A0, Fig. 1.8, B0),
eine gegenüber der Grundfläche schief abgeschnittene, sowohl gegen die Seiten- u. Aufstandsflächen als auch gegen die Grundfläche mit einem Winkel ungleich 90° schief geneigte, parallelogrammförmige Stirn fläche, die bei einem Prisma nach außen u. bei dem anderen entsprechend nach innen gewölbt ist (vgl. Fig. 1.5. A5 u. Fig. 1.9, B5),
zwei trapezförmige Seitenflächen (vgl. Fig. 1.2, A1, A3 u. Fig. 1.6, B1, B3),
und zwei der jeweiligen Stirnflächenwölbung entsprechende, im wesentlichen trapezförmige, die Deck- (vgl. Fig. 1.3, A2, A4) bzw. Bodenfläche (vgl. Fig. 1.7, B2, B4) bildende Aufstandsflächen
B) Die Einzel-Prismen oder Viertel-Steine A und B des jeweiligen Formstein-Grundelement-Paares 1.1 oder 1.1a werden an vorzugsweise kongruenten Seitenflächen (A1-B1 oder A3-B3) zu einem breiten Halb-Stein (vgl. Fig. 3.1a, Fig. 3.1b, Fig. 3.7 u. 4.1), sowie zwei Halb-Steine beispielsweise räumlich gespiegelt an ihren Grundflächen (A0, B0) zu einem Voll-Stein (vgl. Fig. 3.1a plus 3.1b, Fig. 3.7 u. 4. 1) zusammengeformt.
Mehrere Halb-od. Vollsteine können an ihren Seitenflächen zu Stein-Streifen zusammengeformt werden.
C) Durch die erfindungsgemäß im Längsschnitt trapezförmige Formgebung ergeben sich wesentliche Vorteile gegenüber rechtwinkligen Formen:
Beim Verlegen werden einzelne Steine oder Stein-Streifen mit einer ihrer Aufstandsflächen, z. B. der Bodenfläche (A4, B4) auf dem vorbereiteten Untergrund nebeneinander u. parallel dazu in entsprechendem Abstand eine weitere Steinreihe gelegt.
Die folgenden Steine werden, in ihrer Längsachse um 180° gedreht, mit ihrer bisherigen Deckfläche nach unten zwischen die vorhandenen Steinreihen eingefügt.
Die Steinform erzwingt einen bei Mauerwerk bekannten, aber zusätzlich verzahnten Stein-Verband. Der Flächen-Endabschluß, die Überstände u. Lücken werden mit Viertel- od. Halb-Formsteine ausgeglichen.
Nach dem Verlegen liegen jetzt die schiefen Stirnflächen jedes Steinelements auf den schiefen Stirnflächen jedes Anschluß-Steinelements auf.
Durch diese schief und schräg zu jeder Druckrichtung stehenden Stirnflächen werden alle abwärts gerichteten Verkehrslast-Kräfte abgeleitet und zusätzlich auf die ganze, befestigte Verkehrsfläche verteilt.
Durch das horizontale selbsthemmende Ineinandergreifen der Formsteine ergibt sich ein unter- u. miteinander stützender und gegen seitliches Verschieben gesicherter Verbund.
Bei späteren Arbeiten am Untergrund oder Auswechseln beschädigter Steine können diese problemlos vertikal aus der Fläche entnommen und wieder eingesetzt werden.
Sinnvolle Erweiterungen des erfindungsgemäßen Formstein-Grundelement-Paares werden nachfolgend beschrieben:
D) Gemäß einer ersten Erweiterungsform kann
- a. in Viertelstein A und spiegelbildlich in Viertelstein B mindestens eine senkrecht zwischen den Aufstands flächen (A2, A4 u. B2, B4) verlaufende Nute in die Seiten- (A1, A3 u. B1, B3) u. Grundflächen (A0, B0) und/ od.
- b. mindestens eine längs und parallel zu den Seitenflächen verlaufende Nute in die Stirnfläche (A5, B5) einge formt werden.
Beim Zusammenformen von mindestens zwei Viertelstein-Paaren zu mindestens einem Vollstein bilden die an Seiten- u. Grundflächen angeordneten Nuten senkrecht zum Untergrund weisende Drainageöffnungen (vgl. Fig. 3.2)
Verlegt bilden die Nuten in den Stirnflächen weitere Drainageöffnungen, die gegenüber den senkrechten Öff nungen durch ihre Schräglage ein noch größeres Volumen zur Wasseraufnahme und Erhöhung einer schnellen Oberflächen-Entwässerung besitzen.
E) Gemäß einer zweiten Erweiterungsform kann
- a. am Viertelstein A und spiegelbildlich am Viertelstein B eine einzelne Aussparung (vgl. Fig. 3.5) od.
- b. mehrere durchgehende, senkrecht zwischen den Aufstandsflächen (A2, A4 u. B2, B4) verlaufende Öffnungen (vgl. Fig. 3.4) eingeformt werden.
Die in Fig. 3.5 beschriebene Ausführungsform besitzt zu einem oder mehreren Voll-Steinen zusammengefügt, einzelne große, zum Bepflanzen geeignete Öffnungen.
F) Gemäß einer dritten Erweiterungsform kann (vgl. Fig. 3. 3 und 3.4)
- a. in die Stirnfläche (A5) eines Viertelsteins A mindestens eine durchgehende, parallel od. schräg zu den Aufstandsflächen (A2, A4) verlaufende Nute eingeformt und
- b. auf die Stirnfläche (B5) eines Viertelsteins B mindestens eine durchgehende, parallel od. schräg zu den Aufstandsflächen (B2, B4) verlaufende Feder mit dem Querschnitt der Nute von Viertelstein A angeformt wer den.
Beispielsweise an den kongruenten Seitenflächen (A1-B1 od. A3-B3) zu einem breiten Halbstein geformt, liegt Nut-Viertelstein A neben Feder-Viertelstein B.
Zwei dieser Halbsteine werden dann an den Grundflächen (A0, B0) so zum Vollstein zusammengeformt daß beim Verlegen durch das wechselweise Drehen der Steine um ihre Längsachse die Federn der Stirnflächen (A5) verzahnt u, formschlüssig in die Nuten der Stirnflächen (B5) eingreifen.
Dadurch entsteht eine sich untereinander stützende jederzeit lösbare, die Lastverteilung noch weiter verbessernde Verzahnung, ohne dass einzelne Steine bei zu hoher Belastung an ihren schrägen Flächen aneinander abgleiten können.
G) Gemäß einer vierten Erweiterungsform können
die Viertelformsteine A u. B an jedem ihrer Seitenflächen-Paare (A1, A3), (B1, B3) od./und Aufstandsflächen-Paare (A2, A4), (B2, B4) mit
einem zu diesen Flächen kongruenten, senkrecht zu den Flächen liegenden gleich dicken bzw. hohen Paar von regel- od. unregelmäßigen geraden Verbreiterungs-Prismen (beispielhaft dargestellt in Fig. 2A: (A1-H1a bis H3a mit A3-H1b bis H3b) bzw. Fig. 2.B (B1-H1a bis H3a mit H3-H1b bis H3b) oder/und
regel- od. unregelmäßigen, geraden Erhöhungs-Prismen (beispielhaft dargestellt in Fig. 2A: (A2-VI a bis V4a mit A4-V1b bis V4b) bzw. Fig. 2B (B2-V1a bis V4a mit B4-V1b bis V4b)
fest verbunden und dadurch verbreitert oder/und erhöht werden.
Die verbreiterten oder/und erhöhten Viertelsteine A und B können, wie unter Pos. III beschrieben zu Halb-oder Vollsteinen zusammengefügt und mit den unter Pos. IV bis VII beschriebenen Erweiterungen kombiniert werden (beispielhaft dargestellt in Fig. 3.6, 3.8 bis 3.10 und Fig. 4.2, 4.10)
H) Zusammenfassung der die Erfindung erläuternden Zeichnungen
1.1a-1.9a Formstein-Grundelement-Paar A u. B mit ebener Stirnfläche A5 u. B5 und den einzelnen Seiten- bzw. Aufstandsflächen
1.1b-1.9b Formstein-Grundelement-Paar A u. B mit konkav w konvex gewölbter Stirnfläche A5 u. B5 und den einzelnen Seiten-bzw. Aufstandsflächen
2.A u.2.B Beispiele von an das Formstein-Grundelement-Paar A u. B anformbaren Verbreiterungs- und Erhöh ungs-Prismen
3.1a-3.10 Beispiele von mit den verschiedenen Erweiterungsformen zu einem verbreiterten Vollstein geform ten Formstein-Grundelement-Paaren A u. B
4.1-4.10 Beispiele von mit den verschiedenen Erweiterungsformen zu einem verbreiterten oder/und erhöhten Vollstein geformten Formstein-Grundelement-Paaren A u. B
5.1-5.4 Einbau-Beispiele von mit verschiedenen Erweiterungsformen verzahnt und unverzahnt hergestellten Vollsteinen und Steinstreifen
6.1-6.3 Einbau-Beispiele von mit verschiedenen Verbreiterungsformen hergestellten Vollsteinen und Stein streifen mit gewölbter Stirnfläche

Claims

1.1 Formstein-Grundelement-Paar A und B, bestehend aus zwei gleich großen, vierseitigen, gegenseitig ge spiegelt geformten Prismen (vgl. Fig. 1.1a A, B),
jedes Prisma begrenzt durch

a) eine rechteckige Grundfläche(vgl. Fig. 1.4, A0, Fig. 1.8, B0),
b) zwei trapezförmige Seitenflächen (vgl. Fig. 1.2, A1, A3 u. Fig. 1.6, B1, B3),
c) zwei trapezförmige, die Deck- (vgl. Fig. 1.3, A2, A4) bzw. Bodenfläche (vgl. Fig. 1.7, B2, B4) bildende Auf standsflächen und
d) eine gegenüber der Grundfläche schief abgeschnittene, sowohl gegen die Seiten- u. Aufstandsflächen als auch gegen die Grundfläche mit einem Winkel ungleich 90° schief geneigte, parallelogramndbnnige Stirnfläche (vgl. Fig. 1.5, A5 u. Fig. 1.9, B5),

1.2 Formstein-Grundelement-Paar A und B bestehend aus zwei gleich großen, vierseitigen Prismen (vgl. Fig. 1.1b A, B),
jedes Prisma begrenzt durch

a) eine rechteckige Grundfläche (vgl. Fig. 1.4, A0, Fig. 1.8, B0),
b) eine gegenüber der Grundfläche schief abgeschnittene, sowohl gegen die Seiten- u. Aufstandsflächen als auch gegen die Grundfläche mit einem Winkel ungleich 90° schief geneigte, parallelogranunförmige Stirnfläche, die bei einem Prisma nach außen u. bei dem anderen entsprechend nach innen gewölbt ist (vgl. Fig. 1.5, A5 u. Fig. 1.9, B5)
c) zwei trapezförmige Seitenflächen (vgl. Fig. 1.2, A1, A3 u. Fig. 1.6, B1, B3), und
d) zwei der jeweiligen Stirnflächenwölbung entsprechende, im wesentlichen trapezförmige, die Deck- (vgl. Fig. 1.3, A2, A4) bzw. Bodenfläche (vgl. Fig. 1.7, B2, B4) bildende Aufstandsflächen

2. Formstein-Grundelement-Paar A u. B nach Anspruch 1.1 und 1.2 dadurch gekennzeichnet, daß

a) in Prisma A und spiegelbildlich in Prisma B mindestens eine senkrecht zwischen den Aufstandsflächen (A2, A4 u. B2, B4) verlaufende Nute in die Seiten- (A1, A3 u. B1, B3) u. Grundflächen (A0, B0) und/od.
b) mindestens eine längs und parallel zu den Seitenflächen verlaufende Nute in die Stirnfläche (A5, B5) einge formt werden.

3. Formstein-Grundelement-Paar A u. B nach Anspruch 1.1, 1.2 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß am Prisma A und spiegelbildlich am Prisma B

a) mehrere durchgehende, senkrecht zwischen den Aufstandsflächen (A2, A4 u. B2, B4) verlaufende Öffnungen (vgl. Fig. 3.4) eingeformt werden können oder
b) eine einzelne Aussparung (vgl. Fig. 3.5) eingeformt werden kann

4. Formstein-Grundelement-Paar A u. B nach Anspruch 1.1, 1.2, 2a und 3 dadurch gekennzeichnet, daß

a) in die Stirnfläche (A5) eines Prismas A mindestens eine durchgehende, parallel od. schräg zu den Auf standsflächen (A2, A4) verlaufende Nute eingeformt und
b) auf die Stirnfläche (B5) eines Prismas B mindestens eine durchgehende, parallel od. schräg zu den Auf standsflächen (B2, B4) verlaufende Feder mit dem Querschnitt der Nute von Prisma A angeformt werden kann.

4. Formstein-Grundelement-Paar A u. B nach Anspruch 1.1, 1.2 und 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen A u. B an jedem ihrer Seitenflächen-Paare (A1, A3), (B1, B3) od./und Aufstandsflächen-Paare (A2, A4),(B2, B4) mit

a) einem zu diesen Flächen kongruenten, senkrecht zu den Flächen liegenden gleich dicken bzw. hohen Paar von regel- od. unregelmäßigen geraden Verbreiterungs-Prismen (beispielhaft dargestellt in Fig. 2A: (A1-H1a bis H3a mit A3-H1b bis H3b) bzw. Fig. 2.B (B1-H1a bis H3a mit B3-H1b bis H3b) oder/und
b) regel- od. unregelmäßigen, geraden Erhöhungs-Prismen (beispielhaft dargestellt in Fig. 24: (A2-V1a bis V4a mit A4-V1b bis V46) bzw. Fig. 2B (B2-V1a bis V4a mit B4-VIb bis V4b)
fest verbunden und dadurch verbreitert oder/und erhöht werden.

5. Die Einzel-Prismen A und B der jeweiligen Formstein-Grundelement-Paare nach einem oder mehreren der Ansprüche 1.1, 1.2 und 2 bis 4 können an vorzugsweise kongruenten Seitenflächen (A1-B1 oder A3-B3) zu

a) einem breiten Halb-Stein (vgl. Fig. 3.1a, Fig. 3.1b, Fig. 3. 7 u. 4.1) sowie
b) zwei Halb-Steine, beispielsweise räumlich gespiegelt, an ihren Grundflächen (A0, B0) zu einem Voll-Stein (vgl. Fig. 3.1a plus 3.1b, Fig. 3.7 u. 4.1) zusammengeformt werden und
c) Mehrere Halb-od. Vollsteine können an ihren Seitenflächen zu Stein-Streifen zusammengeformt werden.