DE20008615U1 - Lightweight ribbed floor covering - Google Patents
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Description
IN LEICHTBAUWEISE AUSGEFÜHRTER GERIPPTER BODENBELAGTRÄGER LIGHTWEIGHT RIBBED FLOORING SUPPORT
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gebrauchsmusterantrag in Bezug auf einen in Leichtbauweise ausgeführten gerippten Bodenbelag, dessen grundlegender Zweck darin besteht, ein Element zur Verfügung zu stellen, das gemäss einem durch Computerberechnungsmethoden des Widerstandsmoduls und der in der Masse verwendeten Rohstoffmenge optimierten Design ausgeführt ist, wodurch eine bedeutende Verringerung des Gewichts erreicht wird, was eine Reduzierung der Transport- und Rohstoffkosten zur Folge hat.The present invention relates to a utility model application relating to a ribbed floor covering of lightweight construction, the basic purpose of which is to provide an element made according to a design optimized by computer calculation methods of the modulus of resistance and the amount of raw material used in the mass, thereby achieving a significant reduction in weight, resulting in a reduction in transport and raw material costs.
Die vorliegende Erfindung findet innerhalb der Baustrukturelemente herstellenden Industrie Anwendung.The present invention finds application within the building structure element manufacturing industry.
Es sind Bodenbeläge und keramische Verkleidungen bekannt, deren Fabrikation auf der Herstellung einer Art parallelepipedischer Platte oder Träger verschiedener Formate mit innerhalb enger Grenzen schwankenden Dicken beruht.There are known floor coverings and ceramic claddings whose manufacture is based on the manufacture of a kind of parallelepiped slab or support of various formats with thicknesses varying within narrow limits.
Der Ort, an welchem der Zement oder Klebstoff zur Befestigung des Keramikteils aufgetragen wird.weist eine Reihe von Zeichnungen von „Rippen" mit geringer Tiefe auf, die zum einzigen Zweck entworfen sind, die Aufbringung eines Erkennungsstempels der entsprechenden Marke oder des entsprechenden Modells zu ermöglichen bzw. um das Festhalten der Verbindungsmittel zu erleichtern.The place where the cement or adhesive is applied to fix the ceramic part has a series of "ribs" of shallow depth, designed for the sole purpose of allowing the application of an identification stamp of the corresponding make or model or to facilitate the grip of the fasteners.
Mit fortschreitender Entwicklung der Technologie fand eine Reduzierung der Gesamtdicke des Teils statt, wobei jedoch keine Veränderung der Gestaltung des Trägers vorgenommen wurde, die eine Abänderung des herkömmlichen Formats unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kriterien bedeutet hätten.As technology has progressed, the overall thickness of the part has been reduced, but no change has been made to the design of the support, which would have meant modifying the traditional format to take into account different criteria.
Die Auswirkung der Grosse auf die mechanischeThe effect of size on mechanical
Widerstandsfähigkeit der Fliesen wurde von verschiedenen Autoren (Dortmans et al., 1996) berücksichtigt, wobei jedoch stets die herkömmliche massive Ausführung angewandt wurde.Resistance of the tiles was taken into account by various authors (Dortmans et al., 1996), but always the traditional solid design was used.
Gleichermassen haben andere Forscher (Amoros et al., 1996) die Auswirkung der mechanischen Widerstandsfähigkeit und der MikroStruktur bei Rohplatten betrachtet.Similarly, other researchers (Amoros et al., 1996) have considered the effect of mechanical resistance and microstructure on raw panels.
Forschungen dieser Art, wie die von Novaes und Manfredini (1996) über Rohteile durchgeführten, berücksichtigen jedoch keinesfalls andere von der herkömmlichen parallelepipedischen Art abweichende Formen.However, research of this type, such as that carried out by Novaes and Manfredini (1996) on blanks, does not take into account shapes other than the traditional parallelepiped type.
Bei der Untersuchung von komplexerenWhen examining more complex
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Keramikmaterialien wie z.B. Porzellan, feuerfeste und fortgeschrittene Materialien, werden jedoch Computerberechnungsverfahren (CAD) für die Optimierung der Gestaltung verschiedener Formate angewandt.
5However, for ceramic materials such as porcelain, refractory and advanced materials, computer-aided design (CAD) techniques are used to optimize the design of different formats.
5
Mit diesen wird entweder die Auswirkung derThese are used to either measure the impact of the
Ausgestaltung auf die mechanischen Eigenschaften (Orozco, 1998) oder das mechanische Verhalten des Materials für eine geeignete Gestaltung und erhöhte Temperaturen berücksichtigt.Design takes into account the mechanical properties (Orozco, 1998) or the mechanical behavior of the material for suitable design and elevated temperatures.
Die Annäherung an die Optimierung derThe approach to optimizing the
Ausgestaltung einer Plattenform wurde auch durch die Untersuchung durch begrenzte Elemente der Dichteverteilung in Rohprüfstücken durchgeführt (Yanai et al., 1998, und Sanliturk et al, 1999).Design of a plate shape was also carried out by investigating through finite elements the density distribution in raw specimens (Yanai et al., 1998, and Sanliturk et al, 1999).
Die genannte Optimierung der Gestaltung nicht nur zu ästhetischen Zwecken, sondern auch um ein optimales mechanisches Verhalten für die Herstellung eines Produktes zu erreichen, ist ein Aspekt, der im Bereich der fortgeschrittenen keramischen Materialien berücksichtigt wird.The aforementioned optimization of the design not only for aesthetic purposes but also to achieve optimal mechanical behavior for the manufacture of a product is an aspect that is taken into account in the field of advanced ceramic materials.
Die Gestaltungstechniken für die Produktion sind die bei diesen Arten von Keramik üblichen, unter Einbringung der Modellierung von Bestandteilen durch die Anwendung von mathematischen nicht linearen Modellen (Sheppard, 1993).The design techniques for production are those common for these types of ceramics, incorporating the modelling of components through the application of mathematical non-linear models (Sheppard, 1993).
Die Optimierung der für den Erhalt eines guten Widerstands/Gewichts-Verhältnisses notwendigen Strukturen stellt in Bereichen wie dem Ingenieurswesen und der Architektur, in welchen herkömmlicherweise auf durch die Textur von Folien oder in LeichtbauweiseThe optimization of the structures necessary to obtain a good resistance-to-weight ratio is a challenge in fields such as engineering and architecture, where traditionally the use of textured foils or lightweight structures is
ausgeführten Platten inspirierte Strukturen zurückgegriffen wurde, eine ständige Herausforderung dar.structures inspired by the panels executed, represents a constant challenge.
Der Antragsteller hat keine Kenntnis von der Existenz von Trägern mit den Eigenschaften und dem Verbesserungsgrad, die der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besitzt.The applicant has no knowledge of the existence of supports having the properties and degree of improvement possessed by the subject matter of the present invention.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Der in Leichtbauweise ausgeführte gerippte Bodenbelagträger weist eine Reihe von Vorteilen auf, die eine genaue Beschreibung benötigen.The lightweight ribbed flooring support has a number of advantages that require a detailed description.
In erster Linie ist hervorzuheben, dass die enthaltene Einheit eine Reduzierung des Gewichts von 33% vorsieht und gleichzeitig geeignete Brennbiegefestigkeiten bzw. Reissmodule aufweist, wobei dieser Aspekt die das Gewicht der Erfindung tragende Grundlage darstellt.First of all, it should be emphasized that the unit contained provides a weight reduction of 33% while having suitable flexural strengths or tear moduli, this aspect constituting the basis on which the invention rests.
Ausserdem wird eine Reduzierung der Transportkosten erreicht, ein wesentlicher Punkt bei der allgemeinen Kostensenkung.In addition, a reduction in transport costs is achieved, an essential point in the overall cost reduction.
Auf der anderen Seite wird die Handhabung des Materials erleichtert, wodurch zur Vereinfachung der Installation desselben beigetragen wird.On the other hand, the handling of the material is facilitated, which helps to simplify its installation.
Des weiteren, wird eine Verminderung der Herstellungskosten ermöglicht, da der Verbrauch an Tonerde sowie der Energieverbrauch beim Brennen reduziert wird.Furthermore, it enables a reduction in production costs as the consumption of alumina and the energy consumption during firing are reduced.
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Schliesslich ist der immer wichtiger werdendeFinally, the increasingly important
Punkt hervorzuheben, dass die Ausführung der Tendenz,Point to emphasize that the execution of the tendency,
die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren und damitto minimize the impact on the environment and thus
der Doktrin der Durchführung umweltfreundlicher Tätigkeiten entspricht.complies with the doctrine of carrying out environmentally friendly activities.
Der Ausgangspunkt kann als Vorschlag bezeichnet werden, die gewöhnlich in der Architektur und insbesondere bei Gitterschmiedeteilen und in Innendecken verwendeten Strukturen anzuwenden, um eine Optimierung der Gestaltung der klassischen massiven parallelepipedischen Träger zu erreichen.The starting point can be described as a proposal to apply the structures commonly used in architecture, and in particular in latticework and in interior ceilings, in order to achieve an optimization of the design of the classic massive parallelepiped beams.
In erster Linie wurde in Anlehnung an die Elastizitätstheorie bei Flachsteinen oder linearenFirst and foremost, based on the theory of elasticity for flat stones or linear
Elementen vorgeschlagen, einen in Bezug auf das Gewichtelements proposed to achieve a weight-related
und die Widerstandsfähigkeit optimierten Bodenbelagand the resistance optimized floor covering
herzustellen.to produce.
Die Berechnungen des Biegemoments einerThe calculations of the bending moment of a
zweidimensional aufgebrachten Widerstandseinheittwo-dimensionally applied resistance unit
ermöglichen gewöhnlich die Berechnungusually allow the calculation
.;■ ·; widerstandsfähigerer Strukturen, bei denen die Modelle.;■ ·; more resistant structures, where the models
recht gut der tatsächlichen Grosse entsprechen.correspond quite well to the actual size.
2525
Die Grundlage, auf der die Möglichkeit der dargestellten Entwicklung begründet ist, beruht darauf, dass jeder Bau eine Widerstandsfunktion zu erfüllen hat und dass das Gleichgewicht zwischen den kausalen oder freien Kräfte und den reaktiven stützenden oder verbindenden Kräfte unabhängig vom Massstab ist.The basis on which the possibility of the development described is based is that every structure has to fulfil a resistance function and that the balance between the causal or free forces and the reactive supporting or connecting forces is independent of the scale.
Das wichtigste zu lösende Problem ist dieThe most important problem to be solved is the
Notwendigkeit, ein gutes Verhalten der Masse im rohen Zustand während dem Verarbeitungsvorgang zuNeed to ensure good behaviour of the mass in the raw state during the processing
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gewährleisten und gleichzeitig die Geometrie und die Eigenschaften nach dem Brennvorgang bei hohen Temperaturen aufrecht zu erhalten.while maintaining geometry and properties after firing at high temperatures.
Im Einzelnen besteht der Gegenstand der Erfindung aus Platten, die „Rippen" aufweisen zur Ausbildung der Rippung gemäss der vorgeschlagenen Ausbildung.In detail, the subject matter of the invention consists of plates having "ribs" for forming the ribbing according to the proposed design.
Es wurderv Tests durchgeführt, wozu die entsprechenden Formen hergestellt wurden unter Beibehaltung der Pressbedingungen, der Feuchtigkeitsbedingungen der Tonerde und der Schüttdichte.Tests were carried out, for which the appropriate molds were manufactured while maintaining the pressing conditions, the moisture conditions of the clay and the bulk density.
Es werden die Eigenschaften der mechanischen Widerstandsfähigkeit im rohen und im gebrannten Zustand untersucht, und nach Erhalt positiver Ergebnisse wird ein realistischer Versuch auf einer industriellen Presse und Fertigungsstrasse durchgeführt.The mechanical resistance properties in the raw and fired state are investigated and, after obtaining positive results, a realistic test is carried out on an industrial press and production line.
Es werden schliesslich Strukturen mit einer höheren Stabilität gegenüber der linearen Kontraktion beim Brennen erhalten.
25Finally, structures with a higher stability against the linear contraction during firing are obtained.
25
Zur Vervollständigung der vorliegenden Beschreibung und um zum besseren Verständnis der Eigenschaften der Erfindung beizutragen, wird der vorliegenden Patentschrift als Bestandteil derselben ein Blatt mit Plänen beigefügt, auf welchem mit rein illustrativer^ und nicht beschränkendem Charakter folgendes dargestellt ist:To complete the present description and to contribute to a better understanding of the characteristics of the invention, a sheet of plans is attached to the present specification as an integral part thereof, on which is shown, with purely illustrative and non-limiting character:
Die Figur Nummer 1.- Zeigt eine Draufsicht auf den in Leichtbauweise ausgeführten gerippten Bodenbelagträger, in welcher die Bestandteile desselben sowie deren Anordnung zu sehen ist.
5Figure number 1.- Shows a plan view of the lightweight ribbed flooring support, showing its components and their arrangement.
5
Die Figur Nummer 2.- Stellt eine Draufsicht dar, in welcher die auf den verbesserten Platten ausgebildete Rippung zu erkennen ist.Figure number 2.- Represents a plan view in which the ribbing formed on the improved plates can be seen.
BEVOZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Der in Leichtbauweise ausgeführte gerippteThe lightweight ribbed
Bodenbelagträger (1) besteht aus Platten (3), an deren Hinterteil eine Verringerung der Dicke unter Ausbildung von Rippen (2) ähnlich wie bei Gitterschmiedeteilen vorgenommen wurde.Floor covering support (1) consists of plates (3), at the rear part of which the thickness has been reduced to form ribs (2) similar to lattice forgings.
Die Ausführung derselben wurde gemäss den in den durchgeführten Tests erhaltenen Ergebnissen bestimmt, so dass diese einer Reihe von Parametern entsprechen.Its design was determined according to the results obtained in the tests carried out, so that they correspond to a series of parameters.
Zunächst wurde die lineare Kontraktion und die Wasseraufnahme überprüft, deren Ergebnisse genehmigt wurden, wonach zur folgenden Gruppe übergegangen wurde, mit welcher das gute Verhalten der Teile während dem Pressvorgang, dem Emailliervorgang, den vier Siebdruckanwendungen, dem Transport und dem Brennen sichergestellt wurde.First, the linear contraction and water absorption were checked, the results of which were approved, and then the next group was passed, which ensured the good behavior of the pieces during the pressing process, the enameling process, the four screen printing applications, transportation and firing.
Ebenso werden die Flachheit der Teile und der Dimensionen beibehalten.Likewise, the flatness of the parts and dimensions are maintained.
Das neue Produkt entsteht durch die horizontale Übertragung der Kenntnisse derThe new product is created through the horizontal transfer of the knowledge of the
Berechnungsmethoden architektonischer Strukturen, insbesondere von Gitterschmiedeteilen, auf den Fall der keramischen Bodenbelags- und Verkleidungsplatten.Calculation methods of architectural structures, in particular of lattice forgings, to the case of ceramic flooring and cladding panels.
Die Anwendung ist sowohl für herkömmliche Sandsteinmassen als auch für Porzellansandstein und andere Arten möglich.The application is possible for conventional sandstone masses as well as for porcelain sandstone and other types.
Es wird nicht für notwendig gehalten, diese Beschreibung weiter auszuführen, um einem Fachmann in der Materie die Reichweite der Erfindung sowie die mit dieser zusammenhängenden Vorteile verständlich zu machen.It is not considered necessary to further develop this description in order to enable a person skilled in the art to understand the scope of the invention and the advantages associated with it.
Die Materialien, die Form, die Grosse und die Anordnung der Bestandteile können abgeändert werden, unter der Voraussetzung, dass dies keine Änderung der grundlegenden Eigenschaften der Erfindung bedeutet.The materials, shape, size and arrangement of the components may be varied provided that this does not alter the essential characteristics of the invention.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Begriffe sind stets im weitesten Sinne und ohne Einschränkung zu verstehen.The terms used in this description are always to be understood in the broadest sense and without restriction.
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RESUMENRESUMES
In Leichtbauweise ausgeführter gerippter Bodenbelag, der aus Platten (3) besteht, an deren 5 Hinterteil eine Verringerung der Dicke unter Ausbildung von Rippen (2) ähnlich den in Gitterschmiedeteilen ausgebildeten Rippen vorgenommen wurde, und der aus herkömmlichem Sandstein, aus Porzellansandstein oder anderen Materialarten hergestellt sein kann. 10A lightweight ribbed floor covering consisting of panels (3) with a reduced thickness at the rear to form ribs (2) similar to those formed in lattice forgings, which may be made of conventional sandstone, porcelain sandstone or other types of material. 10
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