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Die Neuerung betrifft ein Gitterrost nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik:
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Aus der Praxis sind gattungsgemäße Gitterroste insbesondere in zwei unterschiedlichen Ausprägungen bekannt:
Eine erste Variante wird als Schweißpressrost bezeichnet. Bei ihr sind innerhalb einer Randeinfassung parallel ausgerichtete Tragstäbe vorgesehen, die jeweils aus einem Flachmaterial bestehen. Ausgehend von einer flach liegenden Anordnung des gesamten Schweißpressrostes verlaufen auch die Tragstäbe liegend, allerdings mit aufrecht ausgerichtetem Querschnittprofil des Flachmaterials. Querstäbe, welche diese Tragstäbe kreuzen, verlaufen ebenfalls liegend und bestehen aus einem verdrillten Vierkant-Stabmaterial. Im Herstellungsprozess derartiger Schweißpressroste werden die Tragstäbe und die Querstäbe homogen miteinander verbunden.
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Eine zweite Variante eines gattungsgemäßen Gitterrostes wird als Pressroste bezeichnet. Auch dabei bestehen die Tragstäbe aus einem Flachmaterial, welches mit einem aufrecht ausgerichteten Querschnitt innerhalb des Pressrostes angeordnet ist. Die Tragstäbe werden von einer Vielzahl ebenfalls parallel zueinander angeordneter Querstäbe gekreuzt. Die Querstäbe bestehen in diesem Fall ebenfalls aus Flachmaterial, mit geringeren oder gleichen Querschnittsabmessungen als die Tragstäbe. Bei den Pressrosten sind die Tragstäbe in regelmäßigen Abständen geschlitzt, wobei die Schlitze paralleler Tragstäbe miteinander fluchten. Die Querstäbe sind in diese Schlitze eingesetzt und mit den Tragstäben verpresst.
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Als ferner liegender Stand der Technik sind weiterhin Tragstäbe aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium bekannt, die ein I-ähnliches Tragstabprofil aufweisen. Diese Tragstäbe werden im Alu-Bereich extrudiert; im Stahl/Edelstahl-Bereich gewalzt. Bei diesem Profil wird der Querstab im Bereich der neutralen Faser angeordnet. Die Lage des Querstabes liegt dabei nicht auf der Höhe der Tragstabober- oder Unterkante. Die Fixierung erfolgt in der Regel durch Verquetschen. Ergebnis sind gitterartige Roste, die nicht mit den o. g. Gitterrosten vergleichbar sind, weil die Quermaterialien durchzustecken statt einzupressen / zu schweißen sind.
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Bekannt sind ebenso Tragstäbe aus GFK, die ein I-ähnliches Tragstabprofil aufweisen. Diese Tragstäbe werden pultrudiert. Bei diesem Profil wird der Querstab ebenfalls im Bereich der neutralen Faser angeordnet und nicht im Bereich der Tragstabober- oder Unterkante. Die Fixierung erfolgt in der Regel durch Laminieren.
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Beschreibung der Erfindung
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gitterrost dahingehend zu verbessern, dass dieser eine hohe Belastbarkeit mit besonders geringem Gewicht kombiniert und eine besonders wirtschaftliche Herstellung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gitterrost mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, Streben zu verwenden, die hinsichtlich ihrer Materialmenge und somit auch hinsichtlich ihres Gewichts optimiert sind, indem die Streben in ihrem Querschnittsprofil eine Einschnürung aufweisen. Die Neuerung geht dabei von der Überlegung aus, dass das üblicherweise bei den Flachmaterialien verwendete Rechteck-Querschnittsprofil optimiert werden kann, ohne die statischen Eigenschaften des mit derartigen Streben geschaffenen Gitterrostes signifikant nachteilig zu beeinträchtigen. Durch die Einschnürung ergibt sich jedoch nicht nur eine Materialeinsparung, die sich unmittelbar auf das Gewicht des Gitterrostes auswirkt, sondern auch eine Kosteneinsparung. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass Gitterroste um etwa 20 % leichter hergestellt werden können, bei gleichen Abmessungen und gleicher Tragfähigkeit, so dass mit dieser Materialeinsparung einhergehende Kosteneinsparungen die Herstellung des Gitterrostes auf besonders wirtschaftliche Weise ermöglichen.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass sämtliche der in dem Gitterrost verwendeten Tragstäbe jeweils die vorschlagsgemäß vorgesehene Einschnürung aufweisen, so dass die mit dem vorliegenden Vorschlag verbundenen Vorteile in maximalem Maße genutzt werden.
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Dieser Vorteil kann noch weiter vergößert werden, wenn nicht nur sämtliche Tragstäbe, sondern sämtliche verwendeten Streben des Gitterrostes mit der vorschlagsgemäß vorgesehenen Einschnürung versehen sind.
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Vorteilhaft kann die Querschnittsgeometrie der jeweiligen Strebe so gewählt werden, dass die größte Breite des Profils an einer Stelle liegt, welche für eine Widerstandsverschweißung der Randeinfassung optimal geeignet ist. Dadurch kann gegebenenfalls ein Arbeitsgang entfallen, der bislang häufig üblich ist und z. B. das Einbringen von Sicken in die Randeinfassung betrifft.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Streben jeweils nicht nur eine einzige Einschnürung aufweisen, sondern vielmehr auf beiden Seiten ihres Querschnittsprofils mit einer Einschnürung versehen sind, so dass sich die beiden Einschnürungen gegenüberliegen, wobei die Einschnürungen auf gleicher Höhe des Querschnittsprofils und in gleicher Ausprägung vorgesehen sind, also einander symmetrisch gegenüberliegend ausgestaltet sind. Durch diese hohe Gleichmäßigkeit in der Profilgestaltung der Streben werden die statischen Eigenschaften des Gitterrostes optimiert.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Streben jeweils in ihrer neutralen Faser die geringste Querschnittsabmessung aufweisen. Die Biegebelastbarkeit des aufrecht ausgerichteten Querschnittsprofils der Streben ist auf diese Weise optimal hoch, so dass gegenüber der Verwendung von Streben mit einem vollen rechteckigen Querschnittsprofil trotz der Material- und Gewichtseinsparung keine statischen Beeinträchtigungen des Gitterrostes resultieren.
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Vorteilhaft können die Tragstäbe in an sich bekannter Weise aus Spaltband oder Flachmaterial hergestellt sein, allerdings mit einem zusätzlichen Walzprozess; alternativ kann der Herstellungsprozess in bestehende Teilprozesse der Gitterrostfertigung integriert sein (z. B. Spalten; Mattenherstellung; Stanzprozess). Durch den Walzvorgang kann nicht nur bei Verwendung der entsprechenden Profilwalzen die gewünschte Querschnittskontur des Tragstabes erzielt werden, sondern mit dem Walzvorgang geht eine Gefügeveränderung im Ausgangsmaterial einher, die besonders gute statische Eigenschaften des später hergestellten Gitterrostes nämlich eine optimale Tragfähigkeit und Belastbarkeit des Gitterrostes sicherstellt.
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Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass flache Streben wie z. B. die Tragstäbe nicht als Spaltmaterial aus einem größeren Blech hergestellt sind, sondern vielmehr als gewalzte Flachstäbe ausgestaltet sind, die beispielsweise aus einem Rundmaterial gewalzt sind, so dass hier ein noch höherer Umformungsgrad erreicht wird, der die Gefügeausbildung besonders positiv beeinflusst.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass nicht nur die Tragstäbe, sondern auch die Querstäbe sowie die Streben der Randeinfassung einen material- und gewichtsoptimierten Querschnitt aufweisen. Insbesondere bei den eingangs erwähnten Schweißpressrosten kann der Materialaufwand im Vergleich zu den ursprünglich vorgesehenen, vergleichsweise massiven Vierkantstäben auf diese Weise reduziert werden. Auch bei den eingangs erwähnten Pressrosten kann der Materialaufwand im Vergleich zu den ursprünglich vorgesehenen, vergleichsweise massiven rechteckigen Querschnitten auf diese Weise reduziert werden.
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Für viele Anwendungsgebiete kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der vorschlagsgemäße Gitterrost aus Metall besteht. Dabei können sowohl die Randeinfassung als auch die Tragstäbe und die Querstäbe jeweils aus Metall bestehen. Beispielsweise kann Edelstahl oder Aluminium verwendet werden, so dass der Gitterrost ohne weitere Behandlung witterungsbeständig und insbesondere gegen Korrosion beständig ist. Oder der Gitterrost kann aus Stahl bestehen und zu Gunsten eines verbesserten Korrosionsschutzes verzinkt oder anderweitig beschichtet sein, beispielsweise nass lackiert, pulverlackiert oder dergleichen. Alternativ kann ein vorschlagsgemäßer Gitterrost jedoch auch aus anderen Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff wie GFK oder CFK, also Glasfaser- oder Carbonfaserverstärktem Kunststoff.
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Eine sichere Begehbarkeit des Gitterrostes kann vorteilhaft dadurch unterstützt werden, dass die Tragstäbe und die Querstäbe mindestens auf einer Seite auf einem gemeinsamen Oberflächenniveau enden. Ein so ausgestalteter Gitterrost kann mit dieser Oberfläche nach oben ausgerichtet werden, so dass eine ebene Lauffläche ohne störende Stolperkanten geschaffen ist.
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Für die Herstellung eines vorschlagsgemäßen Gitterrostes ist zudem vorteilhaft, dass in Verbindung mit der Modifizierung der Streben, also der Trag- und / oder Querstäbe und / oder der Randeinfassungen, die herkömmliche Produktionsweise prinzipiell beibehalten werden kann. Danach müssen die Quermaterialien nicht durchgesteckt werden, sondern können zur Herstellung von Pressrosten eingepresst oder zur Herstellung von Schweißpressrosten eingeschweißt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert, welche einen Ausschnitt eines Pressrostes in perspektivischer Ansicht zeigt.
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Ein Gitterrost ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Er weist eine Vielzahl von Streben auf, von denen einige eine Randeinfassung 2 bilden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Flachmaterial besteht. Der Gitterrost 1 ist als Pressrost ausgestaltet, wobei Tragstäbe 3 mit Schlitzen 4 versehen sind und in die Schlitze 4 Querstäbe 5 eingepresst sind. Die Querstäbe 5 weisen ein Querschnittsprofil auf, welches bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl in der Breite als auch in der Höhe kleiner ist als das Querschnittsprofil der Tragstäbe 3.
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Die Querschnitte der Tragstäbe 3 sind mit jeweils zwei einander symmetrisch gegenüberliegenden Einschnürungen 6 versehen, wobei der schmalste Bereich des Querschnitts im Bereich der neutralen Faser des jeweiligen Tragstabes 3 liegt.
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Die Querschnittsgeometrie der Querstäbe 5 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rechteck dargestellt. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch bei den Querstäben 5 eine Gewichtsoptimierung durch eine eingeschnürte Profilgestaltung der Querstäbe 5 vorgesehen sein. Aufgrund ihrer ohnehin im Vergleich zu den Tragstäben 3 deutlich geringeren Querschnittsabmessungen wirkt sich eine Querschnittsoptimierung bei den Querstäben 5 für das Gesamtgewicht des Gitterrostes 1 jedoch vergleichsweise gering aus, verglichen mit einer Querschnittsoptimierung der Tragstäbe 3. Zudem ermöglicht die Querschnittsgeometrie als volles Rechteck bei den Querstäben 5 eine optimal große Anlagefläche eines Querstabes 5 in einem Schlitz 4 und somit die Herstellung eines optimal stabilen Verbunds der Querstäbe 5 mit den Tragstäben 3 beim Verpressen.
