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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Druckkammer aus mehreren Wandflächen, einer
Deckenfläche
und einer Bodenfläche,
die aus Flächenelementen
zusammengesetzt sind, die luftdicht und druckfest miteinander verbunden
sind, zur Aufnahme eines Teststandes für Kraftfahrzeuge.
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Bei
der Entwicklung neuer Modelle in der Automobilindustrie werden Kraftfahrzeuge
unter verschiedensten Umgebungs- bzw. Umweltbedingungen auf ihre
Funktionalität
und Zuverlässigkeit
getestet. Eine dieser Umgebungsbedingungen entspricht den Verhältnissen
bei Fahrten in höheren
Lagen und/oder in Gebirgsregionen. Ein wesentlicher Aspekt der dortigen
Umweltverhältnisse
ist der aufgrund der Höhe
reduzierte Luftdruck.
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Um
die Funktionalität
und Zuverlässigkeit
bei einem verminderten Umgebungsdruck überprüfen zu können, besteht eine Möglichkeit
darin, reale Testfahrten in entsprechenden Regionen durchzuführen. Ein
Nachteil besteht hierbei allerdings darin, dass die realen Umgebungsverhältnisse
aufgrund der Wettereinflüsse
komplex und nicht eindeutig reproduzierbar sind. Dadurch wird ein
miteinander Vergleichen von ermit telten Messwerten und Versuchsergebnissen mehrerer
Testfahrten erschwert oder gegebenenfalls unmöglich.
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Eine
andere, alternative Möglichkeit
besteht darin, einen Teststand für
ein Kraftfahrzeug in einer Messkammer anzuordnen, in der ein oder
mehrere Parameter der Umgebungsbedingungen simuliert werden können. So
kann beispielsweise eine Druckkammer, insbesondere eine Unterdruckkammer
zur Höhensimulation,
aus einer Stahlkonstruktion mit Trägerelementen und Flächenelementen
zu Simulationszwecken aufgebaut werden. Die Trägerelemente sind beispielsweise
aneinander gereihte T- bzw. Doppel-T-Profile, an deren Innenseite
Flächenelemente
aus Stahlplatten angebracht werden. Die Stahlplatten werden anschließend vertikal
und horizontal miteinander verschweißt, damit die derart konstruierte
Druckkammer luftdicht und druckfest wird.
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Im
Inneren der Druckkammer ist ein Teststand für ein Kraftfahrzeug angeordnet.
Die Druckkammer weist zumindest eine verschließbare Öffnung auf, durch die das zu
untersuchende Kraftfahrzeug in die Kammer verbracht und nach einem durchgeführten Funktions-
und Zuverlässigkeitstest wieder
herausgebracht werden kann.
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Da
ein kompletter Teststand für
ein Kraftfahrzeug unterzubringen ist, weist die Druckkammer relativ
große
Dimensionen auf. Deshalb wird eine derartige Druckkammerkonstruktion
vor Ort, d. h. am letztendlichen Standort der Druckkammer, aus den
Stahlprofilen und den Stahlplatten zusammengebaut. Zur Herstellung
der Druckkammer sind deshalb viele Montageschritte und Schweißnähte vor
Ort durchzuführen,
was mit hohen Kosten für
die Montage verbunden ist.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Druckkammer der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern,
dass die Montage vor Ort vereinfacht und wirtschaftlich günstiger
durchführbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Druckkammer mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Bei
einer Druckkammer der eingangs beschriebenen Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
zumindest teilweise die Flächenelemente
im Querschnitt mäanderförmig sind.
Diese Flächenelemente
weisen aufgrund ihrer Ausgestaltung eine höhere Biegesteifigkeit und höhere Stabilitätsgrenzlast als üblicherweise
verwendete, ebene Stahlplatten auf. Da die Flächenelemente selbst eine ausreichende
Stabilität
bereitstellen, kann auf eine aufwändige Konstruktion aus Trägerprofilen
weitgehend verzichtet werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Druckkammer ergeben sich
aus im Querschnitt wellenförmigen,
zinnenförmigen
oder trapezförmigen
Flächenelementen.
Bevorzugt sind die Flächenelemente
Spundwandbohlen. Üblicherweise sind
die Spundwandbohlen etwa 600 mm breit und können beliebig lang hergestellt
werden. Auf diese Weise ist es nur noch erforderlich, luftdichte
und druckfeste Verbindungen in Längsrichtung
der Spundwandbohlen bereitzustellen. Es ist sowohl ein Einsatz von
Spundwandbohlen der Bauart ohne Schloss als auch der Bauart mit
Schloss möglich.
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Damit
eine luftdichte und druckfest Verbindung der Flächenelemente in den Bereichen
möglich ist,
in denen zwei Wandflächen
oder eine Wandfläche mit
der Deckenfläche
aufeinander treffen, weisen die Flächenelemente im Bereich von
Wand- und/oder Deckenknoten
Stirnplatten mit einem Gehrungsschnitt auf. Die Stirnplatten können dann
in einfacher Weise miteinander verbunden werden.
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Um
die Montage zu verbessern ist die Druckkammer in vorteilhafter Weise
aus vormontierten Flächenelementen
zusammengesetzt. Flächenelemente,
beispielsweise Spundwandbohlen, können werkseitig zu Wand- bzw.
Deckentafeln in einer transportierbaren Breite, beispielsweise mit
einer Breite von etwa 2400 mm, verbunden werden, so dass die Montageschritte
vor Ort weiter reduziert sind.
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Bevorzugt
sind die Flächenelemente
der erfindungsgemäßen Druckkammer
miteinander verschweißt,
wodurch eine stabile und den Anforderungen entsprechende Verbindung
zwischen den einzelnen Flächenelementen
bereitgestellt ist.
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Nachfolgend
wird die erfindungsgemäße Druckkammer
anhand eines Ausführungsbeispieles unter
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher
erläutert,
in denen:
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1 – eine perspektivische
Ansicht der erfindungsgemäßen Druckkammer
zeigt;
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2 – einen
horizontalen Schnitt durch die Druckkammer aus 1 zeigt;
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3 – eine Draufsicht
auf die Druckkammer aus 1 zeigt;
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4 – einen
Längsschnitt
durch die Druckkammer aus 1 zeigt;
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5 – einen
Querschnitt durch die Druckkammer aus 1 zeigt;
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6 – eine Detailansicht
eines Fußpunktes zeigt;
und
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7 – eine vergrößerte Detailansicht
eines Wand- bzw. Decken-Knotens
zeigt.
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In 1 ist
in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckkammer
dargestellt, die Wandflächen 1, eine
Deckenfläche 2 und
eine Bodenfläche
(in 1 nicht gezeigt) aufweist. Die Wandflächen 1 sowie
die Deckenfläche 2 sind
aus einzelnen, aneinander geschweißten Spundwandbohlen 3a und 3b aufgebaut. Die
Spundwandbohlen 3a der Wandflächen 1 sind vertikal
angeordnet und erstrecken sich jeweils über die gesamte Höhe der Druckkammer.
Dadurch sind nur vertikal verlaufende, die Spundwandbohlen 3a miteinander
luftdicht und druckfest verbindende Schweißnähte erforderlich. Die Spundwandbohlen 3b,
aus denen die Deckenfläche 2 zusammengesetzt ist,
erstrecken sich über
die gesamte Breite der Druckkammer. Auch dies verringert den Aufwand
bei dem Aufbau, da nur zueinander parallele Schweißverbindungen
ausgeführt
werden müssen.
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In
den Wandflächen 1 sind
verschließbare Öffnungen
vorgesehen. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist dies ein Tor 4, durch das ein zu untersuchendes Kraftfahrzeug
in die Druckkammer hinein und heraus gefahren werden kann. Ferner
ist in einer anderen Wandfläche 1 eine
zusätzliche
Tür 5 eingelassen.
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Die
Druckkammer setzt sich aus den einzelnen Wand-, Decken und Bodenelementen
zusammen, die vor Ort beispielsweise mittels eines Autokranes an
die jeweils vorgesehene Montagestelle transportiert werden. Dort
können
sie zunächst
provisorisch durch eine Aussteifung in der gewünschten Lage gehalten werden.
Anschließend
können
die Lücken
unter Verwendung von Passstücken,
beispielsweise U-Profilen,
luftdicht und druckfest verschweißt werden. Die Öffnungen
des Tores 4 und/oder der Tür 5 werden in Abhängigkeit
von der Öffnungsbreite
und -höhe
mittels Ergänzungen
des Trapezquerschnittes der Spundwandbohlen 3a und/oder
durch Stahlbaunormprofile verstärkt.
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Je
nach örtlichen
Gegebenheiten des Standortes und der Geometrie der Druckkammer ist
eine teilweise Vorfertigung oder eine Vollvorfertigung im Werk nach
dem Prinzip einer Fertiggarage möglich. Der
erfindungsgemäße Aufbau
aus einzelnen Flächenelementen
ermöglicht
einen hohen Vorfertigungsgrad im Werk, da die einzelnen Spundwandbohlen 3a und/oder 3b mit
Schweißautomaten
in größeren transportfähigen Tafeln
hergestellt werden können.
Vor Ort sind anschließend
nur Ausführungen von
Montagestößen erforderlich.
Statisch weist diese Konstruktion ein sehr hohes allgemeines Stabilitätsverhalten
auf, da die druckbeanspruchten Bereiche der Druckkammer kontinuierlich
gestützt
sind.
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In 2 ist
eine horizontale Schnittdarstellung durch die Druckkammer aus 1 gezeigt.
In dieser Figur ist deutlich der im Querschnitt trapezförmige Verlauf
der aus den Spundwandbohlen 3a zusammengesetzten Wandflächen 1 zu
erkennen. In den Wandflächen 1 sind Öffnungen
für das
Tor 4 sowie die Tür 5 vorgesehen.
Die Druckkammer kann in ihrem Grundriss an vorgegebene Gebäudewandstrukturen
angepasst werden, um eine optimale Raumausnutzung vor Ort zu gewährleisten.
Aufgrund der eigenstabilen Formgestaltung der Spundwandbohlen 3a ist
keine zusätzli che
Konstruktion aus Stahlbauprofilen erforderlich. Sowohl an der Außenseite
als auch an der Innenseite der Wandflächen 1 können zusätzlich Verkleidungselemente 7 angebracht
sein.
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In 3 ist
eine Draufsicht auf die Druckkammer aus 1 dargestellt.
Die zu erkennende Deckenfläche 2 ist
aus mehreren Spundwandbohlen 3b zusammengesetzt, die jeweils
miteinander an den Schweißnähten 8 luftdicht
und druckfest verbunden sind. Da sich die Spundwandbohlen 3b über die
gesamte Breite der Druckkammer erstrecken, sind alle Schweißnähte 8 der
Deckenfläche 2 parallel
zu einander.
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4 zeigt
einen vertikalen Längsschnitt durch
die Druckkammer mit den Wandflächen 1 und der
Deckenfläche 2.
Die Wandflächen 1 benötigen keine
zusätzliche
Trägerstruktur,
sondern sie sind in sich selbst stabil. Die Deckenfläche 2 wird
von Profilträgern 9 getragen,
die ihrerseits an einer Decke 10 des Gebäudes befestigt
sind. Um die Luftdichtigkeit gewährleisten
zu können,
ist eine Bodenfläche 11 aus
aneinander gelegten und miteinander luftdicht verschweißten Stahlplatten
oder Spundwandbohlen vorgesehen. Die Bodenfläche 11 ist in den
jeweiligen Seitenrandbereichen 12 mit den Wandflächen 1 luftdicht
verbunden. Dies wird nachfolgend unter Bezug auf 6 detaillierter
gezeigt und erläutert.
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In
der Darstellung ist die Tür 5 zum
Betreten der Druckkammer deutlich zu erkennen. Ferner ist innerhalb
der Druckkammer ein in geeigneter Weise ausgestalteter Zwischenboden 13 vorgesehen,
an dem zumindest ein Teststand 14 für das zu untersuchende Kraftfahrzeug 15 angeordnet
ist.
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5 ist
die Darstellung eines vertikalen Querschnittes durch die erfindungsgemäße Druckkammer
aus 1, die aus den Wandflächen 1, der Deckenfläche 2 und
der Bodenfläche 11 zusammengesetzt
ist. In der 5 ist das Tor 4 zum
Hineinfahren des Kraftfahrzeuges 15 und der entsprechend tragfähige Zwischenboden 13 zu
erkennen. Mit einer Strichpunktlinie ist der Seitenrandbereich 12 gekennzeichnet,
der in 6 vergrößert dargestellt
ist.
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In 6 ist
in einer vergrößerten Detailansicht
der Seitenrandbereich 12 mit einem der Fußpunkt einer
seitlichen Wandfläche 1 dargestellt.
Die aus den Spundwandbohlen 3a zusammengesetzte Wandfläche 1 steht
aufrecht auf einer horizontal angeordneten Stahlplatte 16 und
ist mittels einer Schweißnaht 17 mit
der Stahlplatte 16 verschweißt. Die Stahlplatte 16 ist
in einer Vertiefung in dem Betonboden 18 des die Druckkammer
umgebenden Gebäudes
eingelassen.
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Auf
der Oberseite des Gebäudebodens 18 sind
weitere Stahlplatten 19 angeordnet, die ebenfalls mit der
Stahlplatte 16 und miteinander (nicht gezeigt) verschweißt werden,
so dass die gesamte Bodenfläche 11 (aus 4 und 5)
luftdicht und druckfest ist. Da die Stahlplatten 19 auf
dem Betonboden 18 aufliegen und von diesem getragen werden,
ist eine zusätzliche
Trägerkonstruktion
für die Stahlplatten 19 nicht
erforderlich. Der Betonboden 18 dient hierbei als stabilisierende
Trägerstruktur
der Stahlplatten 19, für
die deshalb ebene Platten ohne besondere Querschnittsform verwendet
werden können.
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Optional
ist auch das Bodenelement in Spundwandbauweise möglich.
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In 7 ist
eine Detailansicht eines Wand- oder Deckenknotens dargestellt, an
dem. zwei Flächenelemente 20 und 21 aneinander
stoßen.
Die Flächenelemente 20 bzw. 21 weisen
jeweils eine mit einem Gehrungsschnitt versehene Stirnplatte 22 bzw. 23 auf.
Die Stirnplatten 22 bzw. 23 sind mit dem jeweiligen
Flächenelement 20 bzw. 21 luftdicht
und druckfest verschweißt.
Weiterhin werden die Stirnplatten 22 und 23 miteinander
verschweißt,
um dadurch einen luftdichten und druckfesten Verbindungsanschluss
der beiden Flächenelemente 20 und 21 bereitzustellen.
Die Darstellung der 7 gilt sowohl für einen
Wandknoten, bei dem die Flächenelemente 20 und 21 beide
zu seitlichen Wandflächen 1 (aus 1)
gehören,
als auch für
einen Deckenknoten, bei dem das Flächenelement 20 der
seitlichen Wandfläche 1 (aus 1)
und das Flächenelement 21 der
Deckenfläche 2 (aus 1)
zugeordnet ist.
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Durch
die Vorfertigung im Werk und dem dort möglichen Einsatz von Schweißautomaten
ist eine hohe Qualität
der Schweißverbindungen
möglich. Weiterhin
sind durch die Verwendung von im Prinzip beliebig langen Spundbohlen
nur Schweißnähte in Längsrichtung
der Bohlen erforderlich. Insgesamt wird die Gesamtlänge aller
Schweißnähte dadurch reduziert,
was sich wiederum positiv auf die Qualitätssicherung und die Wirtschaftlichkeit
auswirkt. Schließlich
kann durch den Wegfall der Stahlträgerkonstruktion eine deutliche
Materialeinsparung erzielt werden.