-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Lastverteilungssystem für Krane nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Lastverteiler- bzw. Abstützplatten für Krane sind in vielfältigen Varianten aus dem Stand der Technik bekannt. Lastverteilerplatten dienen der Aufnahme einer aus einer bestimmten Belastungskraft resultierenden Flächenpressung und der Übertragung der aufgenommen Flächenpressung auf eine bestimmte normal zur Kraftrichtung stehende Fläche in Form einer geringeren Flächenpressung. Die Belastungskraft wird typischerweise durch den Stützfuß eines Krans erzeugt, welcher sich auf der Oberseite der Lastverteilerplatte abstützt. Durch die Verwendung von derartigen Lastverteilerplatten werden die Punktlasten der Kranstützen über eine größere Fläche verteilt und mit einer geringeren Flächenpressung in den Untergrund geleitet, um die zulässige Bodenpressung des Untergrundes nicht zu überschreiten. Dadurch wird die Standsicherheit des Krans erhöht.
-
Üblicherweise stehen dem Anwender gewisse abgestufte Plattengrößen für bestimmte Krantypen zur Verfügung, was die Flexibilität während des Kraneinsatzes beschränken und im schlimmsten Fall den Kraneinsatz limitieren kann. Auch kann es für den Anwender schwierig zu erkennen sein, welche Plattengröße für den jeweiligen gewünschten Kraneinsatz optimal ist.
-
Ein weiterer Nachteil gattungsgemäßer Lastverteilerplatten ist deren hohes Gewicht, welches es schwierig wenn nicht gar unmöglich macht, die Platten händisch zu verlegen und zu positionieren. Stattdessen müssen derartige Lastverteilerplatten typischerweise mit Hilfsmitteln, beispielsweise mittels eines Krans, verlegt und positioniert werden, was zeitintensiv ist.
-
Aus der
GB 2 480 426 A ist ein Lastverteilungssystem bekannt, welches aus mehreren linear, d.h. in einer Reihe verbindbaren Segmenten besteht. Die einzelnen Segmente können manuell transportiert und verlegt werden und anschließend nach Bedarf zu einer größeren Lastverteilerplatte zusammengefügt werden. Hierzu weisen die Segmente Einhängeverbindungen auf, über die die einzelnen Segmente aneinandergehängt und relativ zueinander positioniert werden können. Problematisch an dieser Lösung ist jedoch, dass durch die Ausgestaltung der Einhängeverbindungen die aus mehreren zusammengefügten Segmenten bestehende Lastverteilerplatte eine sehr geringe Biege- und Torsionssteifigkeit aufweist und daher beispielsweise nicht hohlgelegt werden kann. In anderen Worten weist die zusammengefügte Lastverteilerplatte eine wesentlich geringere Biege- und Torsionssteifigkeit auf als die einzelnen Segmente, aus denen sie zusammengesetzt ist. Daher ist es bei dieser Lösung notwendig, mehrere Schichten orthogonal zueinander ausgerichteter Segmente übereinanderzustapeln, um den gewünschten Lastverteilungseffekt der Gesamttragstruktur zu erzeugen.
-
Für den Kraneinsatz wäre es aber wünschenswert, wenn die zusammengesetzte Lastverteilerplatte auf die gleiche Weise verwendet werden könnte, wie die einzelnen Segmente, aus denen sie zusammengefügt ist, so dass durch die Vergrößerung der Plattenfläche im Wesentlichen lediglich die auf den Untergrund wirkende Flächenpressung reduziert wird, ohne dadurch signifikant Biege- und/oder Torsionssteifigkeit einzubüßen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein modulares Lastverteilungssystem für Krane bereitzustellen, welches eine variable Einstellung der Abstützfläche ermöglicht und dabei gewährleistet, dass die zusammengesetzte Lastverteilerplatte eine Biege- und/oder Torsionssteifigkeit aufweist, welche im Wesentlichen der Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der einzelnen Module entspricht. Dabei ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Lastverteilungssystem so auszugestalten, dass ein manuelles Transportieren und Positionieren der Lastverteilerplatte möglich ist, ohne dass dabei Hilfsmittel benötigt werden.
-
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Lastverteilungssystem für Krane mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
-
Demnach ist ein Lastverteilungssystem für Krane mit wenigstens zwei Lastverteilermodulen vorgesehen, wobei die Lastverteilermodule eine obere Kontaktfläche zur Aufnahme einer von einem Kran erzeugten Belastungskraft, eine untere Kontaktfläche zur Auflage auf einem Untergrund, eine zwischen den Kontaktflächen angeordnete Versteifungsstruktur sowie mindestens ein Verbindungsmittel zur reversiblen Verbindung der wenigstens zwei Lastverteilermodule aufweisen. Erfindungsgemäß ist das Lastverteilungssystem dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungsmittel ausgelegt ist, in einem durch eine Belastungskraft belasteten Zustand zwischen den von dem Verbindungsmittel verbundenen Lastverteilermodulen ein Biege- und/oder ein Torsionsmoment zu übertragen.
-
Das Verbindungsmittel ist also biege- und/oder torsionssteif ausgestaltet und ermöglicht dadurch eine aus mehreren Einzelmodulen zusammengesetzte Tragstruktur, welche selbst eine hohe Biege- und/oder Torsionssteifigkeit aufweist. Ein Stapeln mehrerer versetzter Schichten ist bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht mehr notwendig. Gleichzeitig können die einzelnen verbindbaren Lastverteilermodule so ausgestaltet sein, dass sie manuell, d.h. von einer oder mehreren Personen transportiert und positioniert werden können. Die gewünschte vergrößerte Tragstruktur bzw. Lastverteilerplatte wird einfach vor Ort an der benötigten Stelle aus den einzelnen Lastverteilermodulen zusammengesetzt, was zu einer enormen Zeitersparnis führt.
-
Durch die modulare Ausgestaltung des Lastverteilungssystems lässt sich die effektive Größe bzw. Abstützfläche der Lastverteilerplatte einfach, flexibel und spontan an den jeweiligen Krantyp und -einsatz anpassen. Ferner kann es mit dem erfindungsgemäßen Lastverteilungssystem nicht mehr vorkommen, dass durch eine falsche Auswahl der Plattengröße der Kraneinsatz limitiert oder gar unmöglich ist. Die effektive Plattengröße ist vielmehr je nach Bedarf zusammenstellbar und spontan anpassbar, die bisherige bisweilen unübersichtliche Produktvielfalt kann auf ein flexibles Modulsystem reduziert werden.
-
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lastverteilermodule in der Ebene, d.h. in zwei Dimensionen, anordenbar sind.
-
Ferner ist denkbar, dass die Versteifungsstruktur offen oder geschlossen ausgestaltet ist und neben parallel zu den Seitenkanten der Lastverteilermodule ausgerichteten Strukturen auch diagonal oder in speziellen Winkeln angeordnete Strukturen umfasst. Dabei kann es sich um Stangen, Rippen, Platten, Winkel oder andere Versteifungselemente handeln.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Lastverteilermodule derart ausgestaltet sind, dass sie ohne Hilfsmittel bewegbar bzw. positionierbar sind und/oder eine Mehrzahl von Rollen zum Verfahren der Lastverteilermodule aufweisen, welche so ausgestaltet sind, dass sie sich in einer den Untergrund kontaktierenden Verfahrstellung oder in einer den Untergrund nicht kontaktierenden Lagerstellung befinden können und zwischen diesen beiden Stellungen verbringbar sind. Die Räder können beispielsweise ausklappbar an den Lastverteilermodulen angebracht sein. Bei Bedarf lassen sich die Räder ausklappen und die Lastverteilermodule dadurch manuell verfahren. Dadurch erleichtert sich der Transport und die Positionierung der Lastverteilermodule.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Biege- und/oder die Torsionssteifigkeit zweier durch das Verbindungsmittel verbundener Lastverteilermodule im Wesentlichen der Biege- und/oder der Torsionssteifigkeit eines einzelnen Lastverteilermoduls entspricht.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontaktflächen der Lastverteilermodule eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen. Durch diese Form der Kontaktfläche bzw. der Lastverteilermodule wird die Bodenfläche maximal zur Abstützung ausgenutzt. Allerdings ist es bei einer Flächenvergrößerung in der Ebene erforderlich, dass jeweils mindestens drei Lastverteilungsmodule miteinander verbunden werden, so dass pro Lastverteilungsmodul mehr Verbindungsmittel benötigt werden als bei einer linearen Erweiterbarkeit.
-
Die wenigstens zwei Lastverteilermodule können dabei baugleich ausgestaltet sein, um eine hohe Flexibilität zu gewährleisten. In diesem Fall kann jedes Modul bezüglich des Kraftflusses an jeder beliebigen Stelle verbaut sein. Allerdings ist auch denkbar, dass die Lastverteilermodule bezüglich der Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der zusammengesetzten Lastverteilerplatte optimiert sind. So kann beispielsweise die Höhe der Module mit zunehmendem Abstand zur Mitte der Lastverteilerplatte abnehmen, wobei das Modul bzw. die Module in der Mitte das größte Biegemoment erfährt bzw. erfahren. Ein hohes Biegemoment in der Mitte der zusammengesetzten Lastverteilerplatte bedingt einen hohen Materialquerschnitt und ein niedrigeres Biegemoment am Rand macht einen niedrigeren Materialquerschnitt möglich. Alternativ oder zusätzlich kommt auch die Verwendung spezieller Versteifungsstrukturen zur Optimierung der Biege- und/oder Torsionssteifigkeit in Betracht.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontaktflächen der Lastverteilermodule bei Draufsicht im Wesentlichen kreisförmige Kanten aufweisen. Dabei weisen die Lastverteilermodule idealerweise unterschiedliche Durchmesser auf und lassen sich ineinanderstecken, wobei das mittlere Lastverteilermodul kreisförmig und die anderen Lastverteilermodule kreisringförmig ausgestaltet sein können. Bei einer solchen Geometrie lässt sich durch entsprechende Ausgestaltung der einzelnen Lastverteilermodule besonders einfach eine eindeutig definierte Kraftflussrichtung (da jedem Modul eine eindeutige Position in der Gesamtanordnung zugewiesen ist) und eine optimierte Biegesteifigkeit der zusammengesetzten Lastverteilerplatte erreichen. So können die ringförmigen Module eine nach außen abgeschrägte obere Kontaktfläche haben oder allgemein eine mit zunehmendem Abstand zum mittleren Lastverteilermodul abnehmende Höhe aufweisen. Auch bei dieser Geometrie wird zudem die Bodenfläche maximal zur Abstützung ausgenutzt. Ferner lassen sich die einzelnen Lastverteilermodule besonders einfach miteinander verbinden, da jeweils nur zwei Lastverteilermodule untereinander verbunden werden müssen, um eine Flächenerweiterung in der Ebene zu erreichen.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche von mindestens einem der Lastverteilermodule eine im Wesentlichen polygonförmige Form aufweist. Dabei kann es sich insbesondere um ein zentrales Lastverteilermodul handeln, an dessen Außenseiten sich weitere, nicht notwendigerweise ebenfalls polygonförmige Lastverteilermodule ankoppeln lassen. Bei dieser Geometrie ergibt sich ebenfalls ein definierter Kraftfluss durch eine eindeutige Anordnungsposition und eine entsprechende Ausgestaltung der äußeren Module. Durch eine Abnahme von deren Höhe mit zunehmendem Abstand zum zentralen Lastverteilermodul lässt sich eine hinsichtlich der Biegesteifigkeit optimierte Lastverteilerplatte realisieren. Ferner sind auch bei dieser Geometrie lediglich jeweils zwei Lastverteilermodule miteinander zu verbinden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eines der Lastverteilermodule ein zentrales Modul darstellt, wobei die Höhe der übrigen mit dem zentralen Modul verbundenen Lastverteilermodule mit zunehmendem Abstand von dem zentralen Modul abnimmt. Das zentrale Modul erfährt hierbei bei Belastung das größte Biegemoment. Da eine definierte Anordnung der einzelnen Module vorgegeben ist, können die weiter außen angeordneten Module eine jeweils geringere Höhe aufweisen.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die durch das mindestens eine Verbindungsmittel herstellbare Verbindung eine Nut-Feder-Verbindung, Einhängeverbindung, Pilzkopfverriegelung, Steckverbindung, z.B. eine Schwalbenschwanzverbindung, und/oder Bolzenverbindung mit separatem oder integriertem Bolzen darstellt. Die Verbindung ist vorzugsweise ohne zusätzliche Bauteile oder separate Verbindungselemente und weiter vorzugsweise ohne zusätzliches Werkzeug herstellbar. Dadurch ergibt sich eine schnelle und einfache Montage und Demontage der erfindungsgemäßen Lastverteilermodule. Die Verbindung ist dabei vorteilhafterweise neben der Übertragung von Biege- und/oder Torsionsmomenten in einem Belastungszustand auch dazu ausgelegt, Querkraftschüben standzuhalten. Das Verbindungsmittel kann dabei so ausgestaltet sein, dass sich die Verbindung der Lastverteilermodule manuell oder automatisch herstellen lässt. Denkbar ist auch, dass bei einer Bolzenverbindung eine integrierte Bolzenmechanik vorgesehen ist, beispielsweise in Form eines Handhebels, durch welche der oder die Bolzen gesetzt werden und die Verbindung der Lastverteilermodule verriegelt bzw. freigegeben wird. Derartige Mechaniken können aber auch für andere Verbindungsarten vorgesehen sein, beispielsweise für Pilzkopfverriegelungen.
-
Bei Modulgeometrien, die eine Flächenvergrößerung in der Ebene erlauben, insbesondere bei rechteckig ausgestalteten Lastverteilermodulen, kann es notwendig sein, dass pro Modul mehrere und unterschiedliche Verbindungsmittel zum Einsatz kommen, beispielsweise eine Einhänge- und eine Bolzenverbindung an der gleichen Seite oder eine Nut-Feder- und eine Bolzenverbindung ein einer Seite sowie eine Einhängeverbindung und eine Pilzkopfverriegelung an einer anderen Seite des gleichen Lastverteilermoduls. Bei einer kreisförmigen Geometrie der Lastverteilermodule kann ferner ein Bajonettverschluss zum Einsatz kommen. Hier sind vielfältige Kombinationen von Verbindungsmechanismen denkbar.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Lastverteilermodule jeweils einen Träger und einen Sockel umfassen, wobei die obere Kontaktfläche an dem Träger und die untere Kontaktfläche an dem Sockel ausgebildet ist, wobei Träger und Sockel vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien bestehen und wobei Träger und Sockel vorzugsweise lösbar miteinander verbunden sind. Durch eine solche Verbundbauweise lassen sich die Eigenschaften unterschiedlicher Materialien kombinieren, um eine optimierte Gesamtstruktur bzw. Lastverteilerplatte hinsichtlich der möglichen auftretenden Belastungen während des Kraneinsatzes zu erhalten. So kann der Träger aus Metallwerkstoffen bestehen, während der Sockel aus Kunststoff besteht. Der Träger kann ferner insbesondere hinsichtlich der Biege- und/oder Torsionssteifigkeit optimiert sein, während der Sockel vorteilhafterweise so ausgestaltet ist, dass er eine hohe Steifigkeit für eine gleichmäßige Bodenpressung aufweist. Dadurch kann sich eine Material- und Gewichtsersparnis ergeben, während die unterschiedlichen Elemente für die jeweiligen Belastungen optimiert werden können.
-
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
- 1a: Ein Ausführungsbeispiel einer Lastverteilerplatte in einer schematischen Seitenansicht;
- 1b: Ein Ausführungsbeispiel einer biegesteifigkeitsoptimierten Lastverteilerplatte in einer schematischen Seitenansicht;
- 1c: Eine hohlgelegte Lastverteilerplatte gemäß 1a in einer schematischen Seitenansicht;
- 2: Ein Ausführungsbeispiel einer linearen Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer rechteckiger Lastverteilermodule in einer schematischen Draufsicht;
- 3: Ein Ausführungsbeispiel einer zweidimensionalen Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer rechteckiger Lastverteilermodule in einer schematischen Draufsicht;
- 4a: Ein Ausführungsbeispiel einer zweidimensionalen Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Lastverteilermodule mit einem polygonförmigen zentralen Modul in einer schematischen Draufsicht;
- 4b: Die verbundenen Lastverteilermodule gemäß 4a in einer schematischen Seitenansicht;
- 5a: Ein Ausführungsbeispiel einer zweidimensionalen Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer kreisförmiger Lastverteilermodule in einer schematischen Draufsicht;
- 5b: Zwei kreisförmige Lastverteilermodule gemäß 5a in einer schematischen Seitenansicht;
- 6a-10b: Verschiedene Ausführungsbeispiele von jeweils zwei eine Verbindung erzeugenden Verbindungsmitteln zweier erfindungsgemäßer Lastverteilermodule in einer perspektivischen Ansicht;
- 11a-11b: Zwei Ausführungsbeispiele einer integrierten Bolzenmechanik zur Verbindung zweier erfindungsgemäßer Lastverteilermodule in einer perspektivischen Ansicht;
- 11c: Ein weiteres Ausführungsbeispiel von zwei eine Verbindung erzeugenden Verbindungsmitteln zweier erfindungsgemäßer Lastverteilermodule mit einer integrierten Mechanik in einer perspektivischen Ansicht;
- 12: Ein Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer kreisförmiger Lastverteilermodule in einer schematischen perspektivischen Ansicht;
- 13: Ein Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Lastverteilermodule in einer perspektivischen Ansicht;
- 14a-h: Eine schematische Darstellung mehrerer Ausführungsbeispiele von Geometrien der Versteifungsstruktur eines erfindungsgemäßen Lastverteilermoduls in Draufsicht;
- 15: Ein Ausführungsbeispiel mehrerer zu einer Lastverteilerplatte zusammengefügter erfindungsgemäßer Lastverteilermodule in einer perspektivischen Ansicht;
- 16: Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lastverteilermoduls mit Träger und Sockel in einer perspektivischen Ansicht;
- 17a: Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lastverteilermoduls mit Rollen in der Lagerstellung in einer schematischen Seitenansicht; und
- 17b: Das Ausführungsbeispiel gemäß 17a mit Rollen in der Verfahrstellung;
-
In der 1a ist ein Ausführungsbeispiel einer Lastverteilerplatte 2 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Die Lastverteilerplatte 2 weist flache Kontaktflächen 4, 6 auf und ist somit nicht biegesteifigkeitsoptimiert. Für den Fall, dass eine solche Lastverteilerplatte 2 an den Randbereichen aufliegt, also hohlliegt, wie dies in der 1c dargestellt ist, kann es bei Auftreten einer Belastungskraft, welche beispielsweise durch Abstützen eines Kranfußes auf der oberen Kontaktfläche 4 auftreten kann und in der Lastverteilerplatte 2 ein Biegemoment erzeugt, zu einem Durchbiegen der Lastverteilerplatte 2 kommen.
-
Das Hohllegen der Gesamtstruktur bzw. der zusammengesetzten Lastverteilerplatte führt zu einer maximalen Beanspruchung des Lastverteilungssystems. In einem solchen Fall ergibt sich ein von der Senkrechten abweichender Kraftfluss in Richtung der Randbereiche der zusammengesetzten Lastverteilerplatte. Ist die Gesamtstruktur nicht hohlgelegt, ist die Beanspruchung entsprechend geringer.
-
In der 1b ist ein Beispiel für eine biegesteifigkeitsoptimierte Lastverteilerplatte 2' dargestellt. Die optimierte Lastverteilerplatte 2' weist von der Seite gesehen eine kegelförmige Form mit einer kleineren oberen Kontaktfläche 4 im Vergleich zur unteren Kontaktfläche 6 auf. Die Höhe der optimierten Lastverteilerplatte 2' nimmt zu den Rändern hin ab. Dadurch ergibt sich eine beanspruchungsgerechte Gestaltung der Struktur.
-
In der 2 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lastverteilungssystems dargestellt, bei dem die Lastverteilermodule 10 rechteckig ausgestaltet und in einer Dimension verbindbar sind. Hier lässt sich die Abstützfläche also linear erweitern und es müssen lediglich jeweils zwei Lastverteilermodule 10 miteinander verbunden werden.
-
In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Lastverteilermodule 10 in zwei Dimensionen verbindbar sind, so dass sich die Abstützfläche in der Ebene erweitern lässt. Hier müssen an den einzelnen Lastverteilermodulen 10 die Verbindungsmittel 20 derart angeordnet sein, dass sich mindestens drei Lastverteilermodule 10 in beiden Richtungen miteinander verbinden lassen.
-
Durch eine rechteckige Ausgestaltung der Lastverteilermodule 10, wie sie in den 2 und 3 gezeigt ist, wird die Bodenfläche maximal zur Abstützung ausgenutzt. Die Lastverteilermodule 10 können dabei entweder baugleich ausgestaltet und dadurch an beliebiger Stelle anordenbar sein, oder aber eine unterschiedliche Form aufweisen, um beispielsweise eine biegesteifigkeitsoptimierte Form der zusammengefügten Lastverteilerplatte zu erreichen. Hierfür könnten die Lastverteilermodule 10 unterschiedliche Höhen aufweisen, um der zusammengefügten Lastverteilerplatte eine Gestalt zu geben, wie sie in der 1b bzw. in der 4b dargestellt ist.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lastverteilungssystems ist in den 4a (Draufsicht) und 4b (Seitenansicht) dargestellt. Hier ist ein polygonförmiges Lastverteilermodul 10"' als zentrales Modul vorgesehen, an dessen Außenseiten mehrere rechteckige Lastverteilermodule 10" ankoppelbar sind. Während das zentrale sechseckige Modul 10"' eine flache obere Kontaktfläche 12 aufweist, besitzen die übrigen Lastverteilermodule 10', 10" eine abgeschrägte Oberseite, die im verbundenen Zustand nach außen hin abfällt. Dadurch ergibt sich von der Seite gesehen eine kegelförmige und biegesteifigkeitsoptimierte Form der zusammengesetzten Lastverteilerplatte. Auch bei dieser Geometrie müssen jeweils lediglich zwei Lastverteilermodule (10', 10" bzw. 10", 10"') über Verbindungsmittel 20 miteinander verbunden werden. Das Lastverteilermodul 10"' könnte alternativ auch quadratisch ausgestaltet sein, wobei beispielsweise in diesem Fall lediglich zwei Module 10" daran angebracht sein können. Auch in diesem Fall ergäbe sich eine biegesteifigkeitsoptimierte Form wie in 4b dargestellt.
-
In den 5a (Draufsicht) und 5b (Seitenansicht) ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lastverteilungssystems dargestellt, bei dem die Lastverteilermodule 10', 10", 10"' eine kreisförmige Form aufweisen. Das Lastverteilungssystem umfasst hier ein kreisförmiges zentrales Modul 10"' mit einer flachen oberen Kontaktfläche 12 sowie mehrere kreisringförmige Module 10', 10" mit unterschiedlichen Durchmessern und nach außen abgeschrägten Oberseiten. Die unterschiedlichen Lastverteilermodule 10', 10", 10"' lassen sich ineinanderstecken (siehe 5b) und ergeben von der Seite gesehen ebenfalls eine kegelförmige, biegesteifigkeitsoptimierte Form für die zusammengesetzte Lastverteilerplatte. Im Gegensatz zu der Ausführungsform mit dem polygonförmigen zentralen Modul 10"' (4a-b) wird hier die Bodenfläche maximal für die Abstützung genutzt, dazwischen den Lastverteilermodulen 10', 10", 10"' im zusammengesetzten Zustand keine Zwischenräume verbleiben. Ferner lassen sich die einzelnen Lastverteilermodule 10', 10", 10"' besonders einfach miteinander verbinden, da jeweils nur zwei Lastverteilermodule 10', 10", 10"' untereinander verbunden werden müssen, um eine Flächenerweiterung in der Ebene zu erreichen.
-
Die erfindungsgemäßen Lastverteilermodule 10 weisen generell jeweils mindestens ein Verbindungsmittel 20 zur lösbaren und formschlüssigen Verbindung der Lastverteilermodule 10 auf. Dabei wird zur Herstellung der Verbindung kein zusätzliches Werkzeug benötigt. Ferner ist das Verbindungsmittel 20 ausgelegt, ein Biege- und/oder Torsionsmoment zu übertragen, so dass zwei miteinander verbundene Lastverteilermodule 10 zusammen im Wesentlichen die gleiche Biege- und/oder Torsionssteifigkeit aufweisen, wie die einzelnen Lastverteilermodule 10.
-
In den 6a-10b sind unterschiedliche Ausführungsvarianten für Verbindungsmittel 20 und die damit erzeugbaren Verbindungen dargestellt. Dabei deuten die dargestellten Pfeile die Richtung an, in die die Verbindungsmittel 20 während des Fügevorgangs bewegt werden müssen, um eine Verbindung herzustellen, wobei die mit „b.“ bezeichnete Bewegung nach der mit „a.“ bezeichneten Bewegung ausgeführt wird.
-
Die 6a-b zeigen zwei Beispiele für eine Einhängeverbindung an einem Gurt (6a) oder Steg (6b). In den 7a-b sind zwei Beispiele für eine Nut-Feder-Verbindung gezeigt, wiederum am Gurt (7a) oder am Steg ( 7b). Ein Beispiel für eine Steckverbindung ist in der 8 in Form einer Schwalbenschwanzverbindung dargestellt, wohingegen die 9 ein Ausführungsbeispiel für eine Pilzkopfverriegelung am Steg zeigt.
-
In den 10a-b sind zwei Beispiele für eine Bolzenverbindung gezeigt, wobei der Bolzen bei der Variante der 10a separat und bei dem Beispiel der 10b integriert vorgesehen ist. Derartige Bolzenverbindungen eignen sich besonders gut bei Zug- oder Scherbeanspruchungen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Verbindungsmittel 20 zur Steigerung der Benutzerfreundlichkeit eine integrierte Mechanik 24 umfassen, durch die der oder die Bolzen zum Verriegeln bzw. Freigeben der Verbindung verschiebbar ist. Zwei Beispiele für eine solche integrierte Bolzenmechanik 24 mit Handhebel 26 sind in den 11a-b dargestellt. Hier muss zum Verriegeln der Handgriff 26 der Mechanik 24 manuell umgelegt werden.
-
Es ist aber auch denkbar, dass der Verriegelungsvorgang automatisch erfolgt bzw. steuerbar ist.
-
Eine derartige integrierte Verriegelungsmechanik 24 ist aber nicht nur für Bolzenverbindungen denkbar, sondern kann auch in Kombination mit anderen Verbindungsmitteln 20 zum Einsatz kommen. Dies ist in der 11c am Beispiel einer Pilzkopfverriegelung gezeigt, bei der der Bolzen 22 mittels einer Verstellgabel einer handsteuerbaren Mechanik 24 in einem geschwungenen Langloch verfahrbar und dadurch die Verbindung verriegelbar ist. Hierbei befinden sich das Langloch und die Verriegelungsmechanik 24 an einem Lastverteilermodul 10, während sich der Bolzen 22 an einem anderen Lastverteilermodul 10 befindet. Eine solche Verbindung eignet sich besonders gut für flächige Modulanordnungen in zwei Dimensionen.
-
In der 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Verriegelungsmittel 20 in Form eines Bajonettverschlusses dargestellt, welches sich hier an der Außenseite des kreisförmigen zentralen Moduls 10"' eines in den 5a-b gezeigten Lastverteilungssystems befindet. Zum Verriegeln werden die beiden Lastverteilermodule 10", 10"' ineinandergeschoben und anschließend entlang der durch den Pfeil „b.“ angedeuteten Richtung (oder entlang der entgegengesetzten Richtung) gegeneinander gedreht.
-
Die 13 zeigt zwei rechteckige Lastverteilermodule 10 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Die Lastverteilermodule 10 lassen sich entlang einer Richtung aneinanderkoppeln und weisen hierfür vier verschiedene Verbindungsmittel 20 an zwei gegenüberliegenden Seiten (in der Figur links und rechts) jeweils im Bereich der oberen und unteren Kante auf. In diesem Ausführungsbeispiel bilden die Verbindungsmittel 20 an den oberen Kanten eine Einhängeverbindung (an einem Gurt), während die Verbindungsmittel 20 an den unteren Kanten eine Bolzenverbindung (an zwei Stegen mit separatem Bolzen) bilden. Zur Verbindung der Lastverteilermodule 10 wird ein Modul 10 in die Aussparung 20 der Einhängeverbindung eingehängt und anschließend die untere Bolzenverbindung durch Einschieben eines Bolzens verriegelt. Ebenfalls in der 13 zu sehen ist die zwischen der oberen und unteren Kontaktfläche 12, 14 eines jeden Lastverteilermoduls 10 angeordnete Versteifungsstruktur 16, welche den Modulen 10 eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit verleiht. Die durch die Verbindungsmittel 20 gebildeten Verbindungen zwischen den Lastverteilermodulen 10 erzeugen eine zusammengesetzte Lastverteilerplatte mit einer Biege- und Torsionssteifigkeit, die im Wesentlichen derjenigen der einzelnen Lastverteilermodule 10 entspricht. Die in diesem Beispiel gezeigte Verbindung der Lastverteilermodule 10 eignet sich insbesondere für lineare Erweiterungen.
-
Für eine ebene Erweiterung sind unterschiedliche Kombinationen von Verbindungsmitteln 20 denkbar. Beispielsweise könnte hier eine Kombination aus Einhängeverbindung und Pilzkopfverriegelung entlang einer Richtung sowie Nut-Feder- und Bolzenverbindung entlang der anderen Richtung zum Einsatz kommen. Ebenfalls denkbar wäre eine Kombination von zwei Steckverbindungen (horizontal oder vertikal) entlang einer Richtung sowie einer Nut-Feder- und einer Bolzenverbindung entlang der anderen Richtung.
-
In der 14 sind acht verschiedene Ausführungsbeispiele a-h für Versteifungsstrukturgeometrien (jeweils in der Draufsicht) gezeigt, welche unterschiedliche Ansätze für eine Optimierung hinsichtlich der Torsionssteifigkeit der Lastverteilermodule 10 darstellen. Insbesondere durch die Verwendung diagonal oder in einem bestimmten Winkel zu den Außenkanten der Lastverteilermodule 10 ausgerichteter Versteifungsstrukturelemente (z.B. Versteifungsrippen) wird eine hohe Torsionssteifigkeit der Lastverteilermodule 10 erreicht. Die in den Beispielen f-h gezeigten Geometrien mit polygonförmigen Außenkanten eignen sich beispielsweise für das mittlere Modul 10"' der in den 4a-b dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Lastverteilungssystems. Die Versteifungsstruktur 16 kann ferner offen oder geschlossen ausgebildet sein.
-
In der 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lastverteilungssystems gezeigt, bei dem mehrere identisch ausgestaltete, rechteckige Lastverteilermodule 10 zu einer Lastverteilerplatte zusammengesetzt sind. In diesem Beispiel sind die obere und die untere Kontaktfläche 12, 14 der Lastverteilerplatte gleich groß. Die Gesamtstruktur ist nicht biegesteifigkeitsoptimiert, da die einzelnen Lastverteilermodule 10 an jeder beliebigen Position eingesetzt werden können.
-
Die 16 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lastverteilermoduls 10, welches einen oberen Träger 40 und einen unteren Sockel 42 umfasst, die reversibel miteinander verbindbar sind. Der Träger 40 umfasst eine obere Kontaktfläche 12 und eine Versteifungsstruktur 16. Eine solche Verbundbauweise kann dafür verwendet werden, eine optimale Gesamtstruktur für die angenommenen Belastungen zu erhalten. Der Sockel 42 kann beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein, um eine hohe geometrische Steifigkeit für eine gleichmäßige Bodenpressung zu erhalten. Der Träger 40 kann aus Metallwerkstoffen hergestellt sein, um optimale Biege- und/oder Torsionssteifigkeitseigenschaften aufzuweisen.
-
In den 17a-b ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lastverteilermoduls 10 in einer Seitenansicht dargestellt. Neben einer oberen und unteren Kontaktfläche 12, 14 mit dazwischen angeordneter Versteifungsstruktur 16 umfasst das Lastverteilermodul 10 eine Mehrzahl von ausklappbaren Rollen 30. Die Rollen 30 sind in diesem Beispiel zwischen der unteren und der oberen Kontaktfläche 12, 14 angeordnet. Damit kann das Lastverteilermodul 10 bequem von einer oder mehreren Personen ohne zusätzliche Hilfsmittel transportiert und positioniert werden, was zu einer erheblichen Erleichterung und Zeitersparnis führt. In der 17a sind die Rollen 30 für den Kraneinsatz in eine Lagerstellung eingeklappt. In der 17b sind die Rollen 30 für den Transport oder die Positionierung des Lastverteilermoduls 10 ausgeklappt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Lastverteilerplatte
- 2'
- Biegesteifigkeitsoptimierte Lastverteilerplatte
- 4
- Obere Kontaktfläche
- 6
- Untere Kontaktfläche
- 10
- Lastverteilermodul
- 10'
- Lastverteilermodul
- 10"
- Lastverteilermodul
- 10"'
- zentrales Lastverteilermodul
- 12
- Obere Kontaktfläche
- 14
- Untere Kontaktfläche
- 16
- Versteifungsstruktur
- 20
- Verbindungsmittel
- 22
- Bolzen
- 24
- Verriegelungsmechanik
- 26
- Handgriff
- 30
- Rolle
- 40
- Träger
- 42
- Sockel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
