DE19927670A1 - Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Geogittern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen GeogitternInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters durch Falten eines aus einer ersten und einer zweiten Schar von Verstrebungen bestehenden zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebildes, wobei die Verstrebungen der ersten und der zweiten Schar jeweils parallel zueinander und im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei die Verstrebungen der ersten Schar mit den Verstrebungen der zweiten Schar Kreuzungspunkte bilden, über welche die Verstrebungen miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebilde in einem Winkel zu den Verstrebungen der ersten und der zweiten Schar, welcher zwischen 10 und 80 liegt, in den Kreuzungspunkten zickzack-förmig und zu parallel verlaufenden Falten gefaltet werden. Des weiteren betrifft die Erfindung dreidimensionale Geogitter, deren Verstrebungen Pyramiden bilden sowie die Verwendung solcher dreidimensionaler Geogitter als Dränagekern in Dränageelementen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensio
nalen Geogitters durch Falten eines aus einer ersten und einer zweiten Schar von
Verstrebungen bestehenden zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebildes,
wobei die Verstrebungen der ersten und der zweiten Schar jeweils parallel zueinan
der und im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei die Verstre
bungen der ersten Schar mit den Verstrebungen der zweiten Schar Kreuzungspunkte
bilden, über welche die Verstrebungen miteinander verbunden sind. Des weiteren
betrifft die Erfindung dreidimensonale Geogitter, deren Verstrebungen Pyramiden
bilden sowie die Verwendung solcher dreidimensionaler Geogittern als Dränagekern
in Dränageelementen.
Dreidimensionale Geogitter sind beispielsweise aus der US 3,258,891 bekannt. Sie
werden z. B. als Konstruktionselemente im Erd- und Straßenbau oder auch als Be
wehrungsgitter, z. B. in Deichen, eingesetzt. Derartige Gitter dienen dabei der Stabili
sierung der Aufbauten und dem Schutz der eingesetzten Materialien, wie z. B. der
Erde, vor dem Absacken und/oder Verrutschen. Aufgrund ihres Einsatzes sind die
Geogitter naturgemäß sehr hohen Belastungen ausgesetzt und müssen eine ent
sprechende Stabilität aufweisen. Hohe Stabilität bei gleichzeitig geringem Mate
rialeinsatz wird erreicht, wenn die Geogitter in bestimmten geometrischen Formen
ausgebildet sind, wobei sich z. B. Tetraeder-, Pyramiden- oder Wabenstrukturen be
sonders gut bewährt haben. Solche Strukturen sind besonders druckstabil und ge
währleisten daher eine ausreichende strukturelle Integrität beim Einsatz der Geogit
ter.
Die Herstellung solcher Geogitter kann gemäß US 3,258,891 durch das Zusammen
fügen von Stäben zu den entsprechenden Strukturen geschehen, die dann an ihren
Berührungs- oder Kreuzungspunkten, beispielsweise durch Schweißen, verbunden
werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine Reihe von Arbeitsschritten und ist
daher aufwendig und entsprechend kostspielig.
Einfacher erfolgt die Herstellung solcher dreidimensionaler Geogitter, indem man
eine flaches bzw. ebenes Bahnmaterial verwendet, wie z. B. ein Blech, aus welchem
durch Stanzen, Ätzen, Bohren oder andere Verfahren ein Teil des Materials, wie z. B.
in der WO 97/04897 beschrieben, entfernt wird, so daß die verbleibenden Teile des
Bahnmaterials ein zusammenhängendes Netzwerk bzw. Gitter bilden, wobei man
sich die verbliebenen Teile des Bahnmaterials als ein Gitter bildende und einstückig
miteinander verbundene "Drähte" denken kann.
Diese zweidimensionalen Netzwerke können anschließend durch Falt- und Biege
prozesse zu den entsprechenden dreidimensionalen Gittern geformt werden.
Dreidimensionale Gitter, die durch Falten eines zweidimensionalen, gitterförmigen
Flächengebildes aus sich kreuzenden und an den Kreuzungspunkten miteinander
verbundenen Verstrebungen bestehen, sind aus der WO 97/04897 bekannt. Hierbei
wird das Strukturmaterial gewellt oder gefaltet, indem es unter Verwendung einer
Presse, eines Pressenstempels und einer Matrize, oder durch Laufen durch einen
Satz von Sägezahnwalzen bearbeitet wird. Vorzugsweise wird eine Walzenpresse
eingesetzt, die ein im wesentlichen flaches vorstehendes Teil und ein gekrümmtes
zurückspringendes Teil enthält. Im Betrieb wird das zu faltende Material zwischen
dem vorspringenden und dem rückspringenden Teil der Presse gebogen. Dieser
Aufbau ist bevorzugt, da sich das Material beim Biegen bzw. Knicken zusammen
zieht. Die zu faltenden Strukturelemente in WO 97/04897 bestehen aus drei Gruppen
von kontinuierlichen Drahtabschnitten und die Faltlinien verlaufen entlang einer
Gruppe von parallelen Drähten.
Dreidimensionale Geogitter, die durch solche "Tiefzieh-Verfahren" wie sie in der WO
97/04897 beschrieben sind, hergestellt werden, weisen jedoch Nachteile in der stati
schen Bestimmtheit ihrer Gitterstruktur auf, die durch unterschiedliche Verstreckung
der Verstrebungen zwischen ihren Kreuzungspunkten und/oder durch das Erforder
nis von abwechselnden Faltvorgängen in unterschiedliche Raumrichtungen hervor
gerufen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches Verfahren zur Her
stellung eines dreidimensionalen Geogitters bereitzustellen, das die beschriebenen
Nachteile des Standes der Technik zumindestens verringert. Weiterhin ist es Auf
gabe der Erfindung eine neue Verwendung für die nach dem erfindungemäßen Ver
fahren herstellbaren dreidimensionalen Geogitter bereitzustellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines drei
dimensionalen Geogitters, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, gelöst,
das sich dadurch auszeichnet, daß die zweidimensionalen, gitterförmigen Flächen
gebilde in einem Winkel zu den Verstrebungen der ersten und der zweiten Schar,
welcher zwischen 10 und 80° liegt, in den Kreuzungspunkten zick-zack-förmig und
zu parallel verlaufenden Falten gefaltet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert damit auf überraschend einfache Weise ein
dreidimensionales Geogitter mit Pyramidenstruktur, bei dem die unmittelbar mitein
ander verbundenen Pyramidenspitzen auf unterschiedlichen Ebenen liegen, und das
gemäß dem Stand der Technik so nur durch "Tiefziehen" herstellbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine einfache und preiswerte Her
stellung von dreidimensionalen Gitterstrukturen, die sich insbesondere durch ihre
statische Bestimmtheit auszeichnen. Statische Bestimmtheit ist nicht nur ein Vorteil
hinsichtlich der Festigkeit, sondern erlaubt es darüber hinaus, die Eigenschaften des
Gitters zu berechnen.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt also darin, daß durch
Faltung in nur eine Richtung eine Struktur erreicht wird, die ansonsten nur durch
Falten in mehr als eine Raumrichtung oder durch Tiefziehen erhalten wird.
Bevorzugt wird im Verfahren gemäß der Erfindung, daß die zweidimensionalen, git
terförmigen Flächengebilde in den diagonal gegenüberliegenden Kreuzungspunkten
gefaltet werden.
Besonders bevorzugt ist, wenn die das zweidimensionale, gitterförmige Flächenge
bilde bildenden Scharen von Verstrebungen so angeordnet sind, daß ihre Kreu
zungspunkte jeweils auf den Eckpunkten von Quadraten liegen. Bei dieser Ausfüh
rungsform kreuzen sich die erste und zweite Schar von Verstrebungen des zweidi
mensionalen, gitterförmigen Flächengebildes im Winkel von 90° und die Abstände
zwischen den Verstrebungen der ersten Schar entsprechen den Abständen innerhalb
der zweiten Schar von Verstrebungen. Die beiden Scharen von Verstrebungen bilden
somit ein zweidimensionales, gitterförmiges Flächengebilde aus Quadraten, wobei
die Kreuzungspunkte zwischen der ersten und der zweiten Schar von Verstrebungen
auf den Eckpunkten dieser Quadrate liegen. Ein entsprechendes dreidimensionales
Geogitter wird dann durch das erfindungsgemäße Falten erhalten, wobei ein Winkel
zu den Verstrebungen der ersten und zweiten Schar von 45° bevorzugt ist.
Das Material, aus dem die bei der Verformung einzusetzenden zweidimensionalen,
gitterförmigen Flächengebilde bestehen können, ist prinzipiell keinen Beschränkun
gen unterworfen, solange es sich ohne zerstört zu werden falten läßt und die einmal
eingenommene Faltung beibehalten kann. Der Fachmann ist in der Lage, durch ein
fache Versuche das für den jeweiligen Einsatzzweck geeignete Material auszuwäh
len. Bevorzugt wird es sich hierbei um Metalldrähte, Kunststoffdrähte oder auch
Kombinationen aus diesen Materialien handeln.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es bevorzugt, daß das
Falten durch Durchleiten des zweidimensionalen, gitterförmigen Fächengebildes
durch ein Rillenwalzenpaar erfolgt.
Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn das Falten durch Durchleiten des zweidimensiona
len, gitterförmigen Fächengebildes durch ein Zahnwalzenpaar (dargestellt in Fig. 3),
dessen Zahnung senkrecht zu Drehachse ausgebildet ist, erfolgt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein dreidimensionales Geogitter mit
Verstrebungen herstellbar, das ebenfalls beansprucht wird. Dieses dreidimensionale
Geogitter zeichnet sich dadurch aus, daß die Verstrebungen Pyramiden bilden, wo
bei die Pyramidenschenkel in Draufsicht einen Winkel zwischen 10 und 80°, bevor
zugt etwa 45°, zur Längsrichtung des Geogitters ausbilden. Derartige Geogitter ver
fügen über eine hohe Druckstabilität bei gleichzeitig relativ geringem Materialeinsatz,
was sie für Einsatz als Konstruktionselemente für die eingangs beschriebenen An
wendungen, wie z. B. als Bewehrungsgitter, prädestiniert.
Es werden also durch die vorliegende Erfindung einfach herzustellende und damit
kostengünstige, statisch hochbelastbare, dreidimensionale Geogitter zur Verfügung
gestellt.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf die Verwendung dieser dreidimensionalen
Geogitter als Dränagekern in einem Dränageelement, das mindestens ein mit dem
Dränagekern verbundenes Vlies enthält, gerichtet.
Dränageelemente sind dem Fachmann bekannt. Sie werden in der Regel in Form
von Dränagematten, z. B. zum Abführen von Grundwasser eingesetzt. Diese Dräna
gematten bestehen aus einem Vlies (nonwoven), das als Filter wirkt und damit z. B.
durchlässig für das abzuführende Wasser ist, und einem Dränagekern. Der Dräna
gekern ist mit dem Vlies verbunden und sorgt für die Abfuhr der Flüssigkeit. Darüber
hinaus wirkt er auch als Abstandshalter, beispielsweise gegenüber einem Mauer
werk, von dem die Flüssigkeit entfernt gehalten werden soll. Einsatzbedingt sind
Dränageelemente starken (Druck-)Belastungen ausgesetzt. Es ist demzufolge wün
schenswert, als Dränagekern Strukturen einzusetzen, die statisch hoch belastbar,
aber auch gleichzeitig von geringem Gewicht sind. Die hohe statische Belastbarkeit
trägt dazu bei, daß der Dränagekern dimensionsstabil bleibt und damit die Menge an
abzuführender Flüssigkeit konstant gehalten werden kann. Diese Anforderungen an
den Dränagekern werden von den dreidimensionalen Geogittern, die nach dem er
findungsgemäßen Verfahren herstellbar sind, in vortrefflicher Weise erfüllt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Es zeigen schematisch
Fig. 1: Ein zweidimensionales, gitterförmiges Flächengebilde sowie ein Rillenwalzen
paar zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters.
Fig. 2: Ein dreidimensionales Geogitter mit Pyramidenstruktur.
Fig. 3: Ein Zahnwalzenpaar, dessen Zahnung senkrecht zur Drehachse ausgebildet
ist, zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegen
den Erfindung. Dabei wird ein zweidimensionales Gitter, bestehend aus einer ersten
Schar 1 und einer zweiten Schar 2 paralleler und sich rechtwinklig kreuzender Ver
strebungen eingesetzt. Die Verstrebungen sind an den Kreuzungspunkten 3 mitein
ander verbunden, was z. B. durch das Ausstanzen des zweidimensionalen Gitters
aus einem geeigneten ebenen Bahnmaterial erreicht wird. Die Abstände zwischen
allen Verstrebungen dieses Gitters sind gleich groß. Dieses zweidimensionale Gitter
wird einem Rillenwalzenpaar 4 so zugeführt, daß die Einlaufrichtung des Gitters in
einem Winkel von 45° zu den Verstrebungen der ersten Schar 1 und der zweiten
Schar 2 liegt. Die Abstände der Zähne (gemessen von Spitze zu Spitze) auf beiden
Walzen des Rillenwalzenpaares entspricht dem Abstand zweier benachbarter, aber
nicht direkt miteinander verbundener Kreuzungspunkte 6, 8 bzw. 5, 7 auf dem zwei
dimensionalen Gitter, d. h. dem diagonalen Abstand eines der durch die rechtwinklig
sich kreuzenden Scharen von Verstrebungen gebildeten Quadrate. Selbstverständ
lich sind die beiden Rillenwalzen so eingestellt, daß sie beim Betrieb miteinander
verzahnen, d. h., daß immer ein Zahn der einen Walze zwischen zwei nebeneinander
liegende Zähne der anderen Walze ragt.
Rillenwalzen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und erfordern daher keine nä
here Erläuterung.
Beim Einlaufen in das Rillenwalzenpaar wird also z. B. die erste Reihe 5 der Kreu
zungspunkte der Verstrebungen des zweidimensionalen Gitters nach unten gefaltet.
Dabei kommt es zu einer Auffaltung derjenigen Reihe 6 von Kreuzungspunkten, die
versetzt zu der ersten Reihe 5 von Kreuzungspunkten liegt in die entgegengesetzte
Richtung. Anschließend wird in gleicher Weise die Reihe 7 der Kreuzungspunkte
nach unten gefaltet, deren Kreuzungspunkte denen der ersten gefalteten Reihe 5
genau diagonal gegenüber liegen, wobei es wiederum zu einer Auffaltung der ver
setzt liegenden Reihe 8 nach oben kommt und so weiter.
Es entsteht schließlich ein dreidimensionales Gitter mit Pyramidenstruktur, wie in Fig.
2 schematisch wiedergegeben. Die Reihen 5 bis 8 von Kreuzungspunkten liegen al
ternierend auf unterschiedlichen Ebenen des Geogitters. Diejenigen Kreuzungs
punkte, die direkt durch Verstrebungen miteinander verbunden sind, liegen also nach
der Faltung auf unterschiedlichen Ebenen, während die Kreuzungspunkte, die sich
im zweidimensionalen Gitter diagonal gegenüber gelegen haben, d. h. diejenigen be
nachbarten Kreuzungspunkte, die nicht unmittelbar durch Verstrebungen miteinander
verbunden sind, jetzt jeweils in der gleichen Ebene liegen. Betrachtet man das so
entstandene dreidimensionale Gitter, so bilden die Falten mit den Verstrebungen in
Draufsicht Winkel von 45°. Das Gitter ist in den Kreuzungspunkten zick-zack-förmig
gefaltet und die Falten laufen parallel zueinander.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Zahnwalzenpaar 9, dessen Zahnung senkrecht zur
Drehachse ausgebildet ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dieses Zahnwalzenpaar kann anstelle des unter der Beschreibung zu Fig. 1 einge
setzten Rillenwalzenpaares eingesetzt werden. Die Drehrichtungen der Zahnwalzen
sind mit den Buchstaben A und B gekennzeichnet. Es entsteht gleichfalls ein
dreidimensionales Gitter mit Pyramidenstruktur, wie in Fig. 2 dargestellt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters durch Falten
eines aus einer ersten (1) und einer zweiten (2) Schar von Verstrebungen be
stehenden zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebildes, wobei die Ver
strebungen der ersten und der zweiten Schar jeweils parallel zueinander und im
gleichen Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei die Verstrebungen
der ersten Schar (1) mit den Verstrebungen der zweiten Schar (2) Kreuzungs
punkte (3) bilden, über welche die Verstrebungen miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweidimensionalen, gitterförmigen Flächen
gebilde in einem Winkel zu den Verstrebungen der ersten und der zweiten
Schar, welcher zwischen 10 und 80° liegt, in den Kreuzungspunkten zickzack
förmig und zu parallel verlaufenden Falten gefaltet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweidimensio
nalen, gitterförmigen Flächengebilde in den diagonal gegenüberliegenden
Kreuzungspunkten (5, 7 oder 6, 8) gefaltet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das zwei
dimensionale, gitterförmige Flächengebilde bildenden Scharen von Verstrebun
gen so angeordnet sind, daß ihre Kreuzungspunkte jeweils auf den Eckpunkten
von Quadraten liegen.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstrebungen im wesentlichen aus Metalldrähten, Kunst
stoffdrähten oder Kombinationen daraus bestehen.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Falten durch Durchleiten des zweidimensionalen, gitterförmi
gen Fächengebildes durch ein Rillenwalzenpaar (4) erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Falten durch Durchleiten des zweidimensionalen, gitterförmi
gen Fächengebildes durch ein Zahnwalzenpaar (9), dessen Zahnung senkrecht
zu Drehachse ausgebildet ist, erfolgt.
7. Dreidimensionales Geogitter mit Verstrebungen, wobei die Verstrebungen Py
ramiden bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyramidenschenkel in Drauf
sicht einen Winkel zwischen 10 und 80° zur Längsrichtung des Geogitters bil
den, herstellbar nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.
8. Dreidimensionales Geogitter gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pyramidenschenkel in Draufsicht einen Winkel von etwa 45° zur Längs
richtung des Geogitters bilden.
9. Verwendung des dreidimensionales Geogitter gemäß Anspruch 7 oder 8 als
Dränagekern in einem Dränageelement, enthaltend mindestens ein mit dem
Dränagekern verbundenes Vlies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19927670A DE19927670C2 (de) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters durch Falten eines zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebildes sowie danach hergestelltes dreidimensionales Gitter |
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DE19927670A DE19927670C2 (de) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters durch Falten eines zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebildes sowie danach hergestelltes dreidimensionales Gitter |
Publications (2)
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DE19927670C2 DE19927670C2 (de) | 2001-08-16 |
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ID=7911571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19927670A Expired - Lifetime DE19927670C2 (de) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Geogitters durch Falten eines zweidimensionalen, gitterförmigen Flächengebildes sowie danach hergestelltes dreidimensionales Gitter |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19927670C2 (de) |
Cited By (1)
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- 1999-06-17 DE DE19927670A patent/DE19927670C2/de not_active Expired - Lifetime
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