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Die
Erfindung betrifft ein System zum Schutz vor Hochwasser.
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Hochwasser
bedeutet einen deutlich über dem
durchschnittlichen Pegel liegenden Wasserstand eines Gewässers. Bei
Gewässern
mit Tidenhub bezeichnet man mit Hochwasser den Übergang von der Flut zur Ebbe,
also den Beginn des abfließenden
Wassers.
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Hochwasser
kann bei Flüssen
oder Seen vielfältige
Ursachen für
den Anstieg des Wassers haben. Die wohl wichtigsten Ursachen sind
saisonal bedingt, wie z. B. starke Regenfälle im Herbst oder die Schneeschmelze
im Frühjahr.
Zudem können
außergewöhnliche
Wettereinflüsse
zu Hochwasser führen wie
beispielsweise Wolkenbrüche
während
eines Sommergewitters.
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Neben
den saisonalen oder wetterbedingten Ursachen für Hochwasser gibt es aber auch
Ursachen, die sich auf die Veränderung
der Umwelt durch den Menschen zurück führen lassen. Hierbei handelt es
sich um die Begradigung von Flussläufen oder die zunehmende Versiegelung
des Bodens. Diese durch den Menschen verursachten Veränderungen
führen zu
einer Störung
natürlicher
Gleichgewichte und resultieren in der Entstehung oder Verschlimmerung der
Folgen eines Hochwassers.
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Die
fortschreitende Besiedlung der Fläche sowie die Anpassung von
Wasserwegen an einen effizienten Transport von Waren und Gütern haben
in den letzten Jahrzehnten zu einem dramatischen Anstieg der Zahl
und des Ausmaßes
von Hochwassern geführt.
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Sobald
menschliche Werte oder sogar Menschenleben durch ein Ansteigen des
Wasserpegels bedroht sind, spricht man von einer Katastrophe. Zur Verhinderung von
Schäden
durch ein Hochwasser werden Flüsse
mit Deichen eingefasst und Flächen für eine gezielte
Flutung angelegt. Im Bereich von Städten werden neben Rückhaltebecken
zur gezielten Flutung auch Vorrichtungen zum Abschotten bewohnter
Stadtteile vor den Wassermassen verwendet. Dabei handelt es sich
beispielsweise um aufstellbare Stahlwehre.
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In
DE 297 14598 U1 wird
eine Hochwasserschutz-Vorrichtung beschrieben, die bei einem steigenden
Pegelstand eine Erweiterung der Schutzvorrichtung ermöglicht.
Dabei muss ein Graben in den Deich gefräst und in diesen Graben u-förmige Betonformelemente
eingefügt
werden. In diese können Platten
eingesetzt werden, so dass die Vorrichtung erhöht wird. Zusätzlich müssen Platten
auf die wasserseitige Dammböschung
aufgelegt werden.
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Im
Zusammenhang mit der zunehmenden Anzahl und dem Ausmaß eines
Hochwassers ist der Bedarf an zuverlässigen und effektiven sowie
einfach einzurichtenden Hochwasserschutzmaßnahmen gestiegen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen zum Stand der Technik besseren Hochwasserschutz zur
Verfügung
zu stellen, der reversibel aufbaubar ist, an den zu erwartenden
maximalen Hochwasserpegel anpassbar ist und einen effektiven und
zuverlässigen Schutz
vor dem Hochwasser gewährleistet.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß ist danach
ein System zum Schutz vor Hochwasser vorgesehen, bestehend aus einem
Fundament, welches einen in Längsrichtung
verlaufenden Spalt aufweist, in welchem in Längsrichtung senkrecht stehend
wenigstens ein Flächenelement
angeordnet ist, welches mit seiner Oberkante über die Oberkante des Fundamentes
herausragt, und zwischen den großflächigen, senkrecht stehenden
Seiten des Flächenelements
und der Begrenzung des Spalts im Fundament jeweils ein korrespondierender
Spalt zum Einschieben der Enden eines ersten U-förmigen Formteiles verbleibt
und das erste Formteil so ausgebildet ist, dass die Seitenflächen des
ersten Formteils unterschiedlich tief in die beiden längs verlaufenden
Spalten eingreifen, wobei die Tiefe des Eingreifens durch Standflächen begrenzt
wird, die senkrecht an den Seitenflächen des ersten Formteils angeordnet
sind und so zum flachen Aufsetzen auf die Oberfläche des Fundaments geeignet
sind, und dass die Oberkante des Formteils, gebildet durch die waagerechte
Verbindung der Seitenflächen
des Formteils, höher
angeordnet ist, als die Oberkante des Flächenelementes und einem zweiten
U-förmigen
Formteil, welches an den Enden der Seitenflächen senkrecht abgewinkelten
Standflächen
aufweist, wobei die innere Ausnehmung des zweiten Formteils mit
den äußeren Abmessungen des
ersten Formteils passgenau korrespondiert und das zweite Formteil
bündig
abschließend,
senkrecht über
das erste Formteil schiebbar ist, wobei die Oberkante des zweiten
Formteils, gebildet durch die waagerechte Verbindung der Seitenflächen des
Formteils, beim Aufsetzen der seitlich abgewinkelten Standfläche auf
den Standflächen
des ersten Formteils höher
angeordnet ist als die Oberkante des ersten Formteils.
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Ein
erfindungsgemäßes System
zum Schutz vor Hochwasser besteht somit aus drei mobilen Komponenten,
nämlich
dem Flächenelement
und den beiden Formteilen sowie einer stationären Komponente, dem Fundament.
Sofern ein Fundament vorhanden ist, in welches die mobilen Teile
des Systems eingeschoben werden können, ist es an der betreffenden Stelle
möglich
einen erfindungsgemäßen Hochwasserschutz
aufzubauen. Eine Anpassung an die Höhe des zu erwartenden Höchstpegels
kann durch die Höhe
der Formteile oder die Verwendung von erstem und zweitem oder nur
erstem Formteil erreicht werden.
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Das
erfindungsgemäße Hochwasserschutzsystem
ist somit nur bei Bedarf einsetzbar und flexibel hinsichtlich der
benötigten
Höhe des
Hochwasserschutzes.
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Bei
den Flächenelementen
handelt es sich vorzugsweise um Betonplatten oder Platten aus einem
vergleichbar harten und stabilen Material. Besonders bevorzugt sowohl
für Flächenelemente,
als auch für
Formteile sind Materialien, die eine geringe Dichte aufweisen und
so sehr leicht sind, da dadurch der Transport der Flächenelemente
vereinfacht wird. Aus diesem Grund sind auch Aluminium, harte Kunststoffe
oder Kohlefaser verstärkte
Materialien zur Fertigung der mobilen Teile vorgesehen. Kombinationen
der genannten Materialien bei den verschiedenen Teilen sind ebenfalls
erfindungsgemäß vorgesehen,
insbesondere Metall-Kunststoff-Kombinationen.
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Der
Spalt des Fundaments eines erfindungsgemäßen Systems weist unten in
einer Weiterbildung einen Sockel auf. Dieser besteht bevorzugt aus
einem Material, das neben der notwendigen Härte auch in der Lage ist dicht
mit einem aufgesetzten Flächenelement
abzuschließen.
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Besonders
bevorzugt ist ein erstes Formteil, bei dem die tiefer in den Spalt
zwischen Fundament und Flächenelement
eingreifende Seite die dem Wasser zuge wandte Seite bildet und die
Seitenfläche des
ersten Formteils bis zum Sockel des Fundaments reicht. Durch diese
erfindungsgemäße Maßnahme wird
sichergestellt, dass
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems
sind erste und zweite Formteile derart ausgebildet, dass die Enden
benachbarter erster und zweiter Formteile übereinander geschoben werden
können. Die
Enden von zwei benachbarten Formteilen sind erfindungsgemäß in einer
Weiterbildung derart ausgebildet, dass sich ein Ende eines ersten
und zweiten Formteils konisch verjüngt. Dadurch wird gewährleistet,
dass ein sich verjüngendes
Ende in ein nicht verjüngendes
Ende eines benachbarten Formteils einschieben lässt.
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Durch
die Überlappung
von benachbarten Formteilen wird eine höhere Stabilität der Mauer
aus Formteilen erreicht. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird
ein Flächenelement
auch als Mauer bezeichnet und die Konstruktion aus erstem oder erstem
und zweitem Formteil wird als Mauerhut bezeichnet.
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Zusätzlich kann
die Stabilität
des erfindungsgemäßen Systems
dadurch erhöht
werden, dass in einer Weiterbildung die Flächenelemente über korrespondierende
Gestaltungen der Enden der Längsseiten
miteinander verbunden oder verzahnt sind.
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Vorzugsweise
weichen die Längen
von den 3 Komponenten des Systems voneinander ab, damit gewährleistet
ist, dass die einzelnen Teile im Verbundsystem miteinander zusammenwirken,
wodurch die Stabilität
des Systems weiter erhöht
werden kann. Es ist aber auch vorgesehen, dass bei mobilen Komponenten
mit identischen Längen,
die Formteile auf halben Verband zu den Flächenelementen gesetzt werden
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Zur
Verbindung der Enden benachbarter Flächenelemente sind miteinander
korrespondierende Ausnehmungen und Überstände, insbesondere Nut und Feder,
besonders bevorzugt.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass wenigstens ein Flächenelement reversibel aus
dem Fundament entfernbar ist. Dadurch wird gewährleistet, das die Barriere,
welche durch das erfindungsgemäße System
zum Schutz vor Wasser errichtet wird, während der Vorbereitungen oder
dem Abbau des Systems passierbar wird.
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Es
ist erfindungsgemäß aber auch
vorgesehen, dass Fundament und Flächenelement permanent aufgebaut
sind. Bei Hochwassergefahr genügt es
dann, dass die Formteile montiert werden, um den Hochwasserschutz
der Höhe
des zu erwartenden Hochwasserpegels anzupassen.
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Ist
das erfindungsgemäße System
im Rahmen der in dem Fundament befindlichen Flächenelemente über weite
Strecken aufgebaut, so kann in Bereichen, in denen Fahrzeuge oder
Fußgänger das
erfindungsgemäße System
passieren müssen,
dies durch Entfernen eines Flächenelementes
gewährleistet
werden. So wird eine Lücke
für Straßen oder Wege
geschaffen.
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Der
entstehende Spalt im Fundament wird in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems
durch zwei U-förmige
Verschlussteile abgedeckt, bei dem ein erstes U-förmiges Verschlussteil passgenau
in den Spalt des Fundaments mit der Ausbuchtung eingreift, bis an
den Enden des Formteils angeordnete senkrecht abgewinkelte Seitenflächen auf
der Oberfläche
des Fundaments aufliegen und ein zweites U-förmiges Verschlussteil passgenau
in die die Öffnung
der U-Form des ersten Verschlussteils eingreift, bis eine Abdeckplatte
des zweiten Verschlussteils auf der Oberfläche des Fundaments zu liegen
kommt und so zu einer Überbrückung des
Spalts führt.
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Durch
diese Weiterbildung ist das erfindungsgemäße System zur Verwendung in
einer Kombination aus stationärem
und noffallbedingten System geeignet, das im Falle von drohendem
Hochwasser durch Schließen
der Lücken
durch Entfernen der gegebenenfalls vorhandenen Abdeckplatte und Einsetzen
eines Flächenelementes
sowie Aufsetzen der Mauerhüte
zum Hochwasserschutz ausgebaut werden kann.
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Bei
dem erfindungsgemäßen System
sind Flächenelemente
besonders bevorzugt, die maximal die Oberkante des Fundaments im
Bereich von 1/3 ihrer eigenen Höhe überragen.
Bezüglich
der ersten und zweiten Formteile sind bei dem erfindungsgemäßen System
Formteile bevorzugt, deren Höhe
derart ausgestaltet ist, dass ein Formteil wenigstens genauso weit über die
Oberkante des Flächenelements oder Formteil
ragt, wie es von dem jeweiligen Flächenelement oder Formteil ausgefüllt wird.
Eine Kombination von unterschiedlich hohen Flächenelementen und Formteilen
ist erfindungsgemäß ebenfalls
vorgesehen.
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Weitere
vorteilhafte Maßnahmen
sind in den übrigen
Unteransprüchen
beschrieben; die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der nachfolgenden
Figuren näher
beschrieben; es zeigt:
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1 Aufriss
des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzes
mit Mauerhut
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2 Querschnitt
des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzes
mit Mauerhut
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3 Perspektivische
Darstellung der mobilen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems
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4 Aufriss
der Abdeckung des Spalts nach Entfernen eines Flächenelements
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5 Querschnitt
der Abdeckung des Spalts nach Entfernen eines Flächenelements
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6 Komponenten
zum Abdecken des Spalts nach Entfernen eines Flächenelements
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1 zeigt
den Aufriss des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzes
mit Mauerhut. Dabei weist das Fundament 10 einen Spalt 12 auf,
der in der abgebildeten Ausführungsform
einen Sockel 11 aufweist. In den Spalt 12 des
Fundamentes 10 wird ein Flächenelement 20 senkrecht
eingesetzt. Benachbarte Flächenelemente 20 sind
in der abgebildeten Ausführungsform über eine
Verzahnung 21 miteinander verbunden, so dass sich benachbarte
Flächenelemente
gegenseitig stützen
können.
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Ein
erstes Formteil 30 wird mit seinen Seitenflächen 32 über ein
Flächenelement 20 geschoben, bis
die Standfläche 31 eines
ersten Formteils auf der Oberfläche
des Fundamentes 10 aufliegt. Zwischen den großflächigen Längsseiten
eines Flächenelementes 20 und
den jeweiligen Seiten eines Spaltes 12 ist ein Spalt, in
welchen die Seitenflächen 32 eines ersten
Formteils passgenau eingreifen können.
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In
der in 1 dargestellten Ausführungsform sind erste Formteile 30 derart
ausgebildet, dass die Enden übereinander
geschoben werden können, so
dass daraus eine Stabilisierung der Barriere aus ersten Formteilen 30 resultiert.
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Ein
zweites Formteil 40, welches U-förmig ausgestaltet ist, und
an den Enden senkrecht abgewinkelte Standflächen 41 aufweist,
wird über
ein erstes Formteil 30 in senkrechter Ausrichtung aufgeschoben.
Dazu korrespondiert das Ausmaß der
inneren Ausnehmung eines zweiten Formteiles 40 mit den
Außenmaßen eines
ersten Formteiles 30. Das zweite Formteil 40 wird
soweit über
das erste Formteil 30 aufgeschoben, bis die Standflächen 41 des zweiten
Formteiles auf den Standflächen 31 des
ersten Formteiles aufliegen.
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Die
Oberkante 42 des zweiten Formteiles 40 ist deutlich
höher als
die Oberkante 33 des ersten Formteiles, welche wiederum
höher liegt
als die Oberkante 22 des Flächenelements 20. Auf
diese Art und Weise kann eine Anpassung der Höhe des Mauerhutes, bestehend
aus erstem Formteil 30 und zweitem Formteil 40,
erreicht werden.
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2 zeigt
den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Hochwasserschutzsystem
mit Mauerhut. Dabei weist das Fundament 10 einen Spalt 12 mit
Sockel 11 auf. Innerhalb des Spaltes 12 ist senkrecht
ein Flächenelement 20 angeordnet.
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Auf
das Flächenelement 20 wird
ein erstes Formteil 30 aufgeschoben. Dies geschieht derart, dass
die Seitenflächen 32 des
ersten Formteiles 30 zwischen Flächenelement 20 und
den Rand des Spaltes 12 passgenau eingeschoben werden,
bis die Seitenflächen 31 des
ersten Formteiles auf der Oberfläche
des Fundamentes 10 aufliegen.
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In 2 ist
gut zu erkennen, dass die Seitenflächen 32 des ersten
Formteiles 30 unterschiedlich tief in den jeweiligen Spalt
auf den Seiten des Formteiles 20 eingreifen.
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Auf
das erste Formteil 20 wird ein zweites Formteil 40 aufgeschoben,
dessen Innenmaße
passgenau mit den Außenmaßen des
ersten Formteiles 30 korrespondieren. Das zweite Formteil 40 wird
soweit über
das erste Formteil 30 aufgeschoben bis die Standflächen 41 des
zweiten Formteiles auf den Standflächen 31 des ersten
Formteiles aufliegen.
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In 2 ist
gut zu erkennen, dass die Oberkante des Flächenelementes 22,
die Oberkante des ersten Formteiles 33, und die Oberkante
des zweiten Formteiles 42 jeweils eine unterschiedliche
Höhe aufweisen.
Es ist gut zu erkennen, dass durch den sukzessiven Aufbau des erfindungsgemäßen Systems
aus Flächenelement 20,
erstem Formteil 30 und zweitem Formteil 40 jeweils
ein unterschiedliches Höhenniveau
der Oberkanten 22, 33, 42 erreicht werden
kann.
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3 zeigt
die mobilen Komponenten des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzsystems
in einer perspektivischen Darstellung.
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Ein
Flächenelement 20 (rechts)
ist erfindungsgemäß eine Platte,
welche in Längsrichtung
in ein Fundament 10 eingesetzt wird. Erfindungsgemäß weisen
die Flächenelemente
an ihren Längsenden Formgebungen
auf, die eine mechanische Verbindung, beispielsweise im Wege einer
Verzahnung 21, mit benachbarten Flächenelementen 20 ermöglicht. Die
Oberkante 22 ist zur Klarstellung der Ausrichtung des Flächenelements 20 bezeichnet.
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Ein
erstes Formteil 30 (Mitte) weist im Wesentlichen eine U-Form
auf, wobei die Seitenflächen 32 unterschiedlich
lang ausgebildet sind. An den Seitenflächen 32 gehen senkrecht
Standflächen 31 des ersten
Formteiles ab. Diese dienen zum Begrenzen des Einschiebens eines
Formteils 30 in den Spalt 12 eines Fundamentes 10 neben
den Seiten eines Flächenelements 20.
Die Oberkante 33 ist die Verbindung zwischen den Seitenflächen 32,
wodurch die umgekehrte U-Form netsteht.
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Ein
zweites Formteil 40 (links) weist im Wesentlichen ebenfalls
eine U-Form auf, wobei an den gleichlangen Enden der Seitenflächen die
Standflächen
des zweiten Formteiles 41 angeordnet sind. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung
ist die U-Form nach
unten geöffnet
und die Oberkante 42 ist die Verbindung zwischen den Seitenflächen des
zweiten Formteils 40.
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Die
einzelnen Komponenten sind in 3 so dargestellt,
wie sie auch in ihrem Zusammenwirken im Aufbau räumlich gelagert wären. Auch
in dieser Abbildung ist gut zu erkennen, dass die Oberkanten 22, 33, 42 der
einzelnen Teile eine aufsteigende Höhe aufweisen.
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4 zeigt
den Aufriss der Abdeckung eines Spaltes 12, der nach Entfernen
von einem Flächenelement 20 zwischen
dem benachbarten Flächenelement 20 entsteht.
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Die
Abdeckung besteht aus einem Unterteil 50, welches U-förmig passgenau
mit der Öffnung nach
oben in den Spalt 12 eingreift. Weiterhin besteht die Abdeckung
aus einem Oberteil 51, welches ebenfalls mit einem U-förmigen Teil
passgenau in die U-Form des Unterteiles 50 eingreift. Das
Oberteil 51 weist auf der Oberseite eine Abdeckplatte 52 auf, welche
die Öffnung
der U-Form des Oberteiles 51 verschließt und auch über die
auf der Oberkante des Fundaments 10 aufliegenden Flächen des
Unterteils 50 ragt. Insgesamt ist die Abdeckung durch die
U-förmigen
Teile fest im Spalt 12 verankert und durch die Abdeckplatte 52 wird
eine gefahrlose Passage des entstandenen Spaltes 12 zwischen
zwei Formteilen 20 gewährleistet.
Vorzugsweise sind die Verzahnungen 21 so gestaltet, dass
diese bei einem fehlenden Flächenelement 20 keine
Kanten aufweisen, die Verletzungen verursachen können.
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5 zeigt
den Querschnitt einer Abdeckung eines Spaltes 12 in einem
Fundament 10, wobei der Spalt 12 unten einen Sockel 11 aufweist.
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In
den Spalt 12 ist das Unterteil 50 der Abdeckung
passgenau bis zum Sockel 11 eingeschoben. Das Unterteil 50 weist
eine nach oben geöffnete U-Form
auf, welche an den Enden der Seitenflächen abgewinkelte Flächen aufweist,
die auf der Oberfläche
des Fundamentes 10 aufliegen. In die Öffnung des Unterteiles 50 des
Abdeckung wird eine U-förmige
Ausstülpung
des Oberteiles 52 der Abdeckung passgenau eingeschoben.
Nach oben sind die U-förmige
Ausnehmung des Oberteiles 51 und die Seitenflächen des
Unterteils 50 mit der Abdeckplatte 52 abgedeckt.
Abdeckplatte 52 und U-förmige
Ausstülpung
zusammen bilden das Oberteil 51.
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6 zeigt
noch einmal in einer perspektivischen Darstellung die beide Teile
einer Abdeckung eines Spaltes 12 zwischen zwei Flächenelementen 20 eines
erfindungsgemäßen Systems
zum Hochwasserschutz mit Mauerhut.
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Das
Unterteil 50 der Abdeckung besteht im Wesentlichen aus
einem U-förmigen
Formteil mit an den Enden senkrecht abgewinkelten Flächen. Das Oberteil 51 besteht
aus einer U-Form, welche passgenau in die Innenflächen der
U-Form des Unterteiles 50 eingreifen kann, wobei dieses
nur nach oben mit der Abdeckplatte 52 abgeschlossen ist.
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- 10
- Fundament
- 11
- Sockel
- 12
- Spalt
- 20
- Flächenelement
- 21
- Verzahnung
- 22
- Oberkante
Flächenelement
- 30
- erstes
Formteil
- 31
- Standfläche erstes
Formteil
- 32
- Seitenfläche
- 33
- Oberkante
erstes Formteil
- 40
- zweites
Formteil
- 41
- Standfläche zweites
Formteil
- 42
- Oberkante
zweites Formteil
- 50
- Unterteil
Abdeckung
- 51
- Oberteil
Abdeckung
- 52
- Abdeckplatte