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Die vorliegende Neuerung betrifft
einen Straßenaufsatz
mit einem auf einer Schachtöffnung
anbringbaren Rahmen und mit einem darin einsetzbaren Rost, welcher
eingesetzt sich über
die Schachtöffnung
erstreckt, auf Auflageflächen
am Rahmen aufliegt und mittels einer Zentrierung mittig im Rahmen
positioniert ist.
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Ein solcher Straßenaufsatz ist beispielsweise
aus der
DE 100 13
981 A1 bekannt. Dieser Straßenaufsatz hat sich vor allem
in stark verschmutzten Milieus bewährt. Seine Zentrierung ermöglicht einerseits
ein relativ großes,
umlaufendes Spiel zwischen Rost und Innenseite des Rahmens, wodurch
der Straßenaufsatz
unempfindlich gegen grobe Verschmutzungen wird. Andererseits gewährleistet
die Zentrierung einen festen und somit klapperfreien Sitz des Rostes
im Rahmen.
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Leider werden Schachtabdeckungen
in manchen Gegenden immer wieder für groben Unfug oder gar kriminelle
Zwecke missbraucht. Derartigen zweifelhaften Handlungen ist der
vorbekannte Straßenaufsatz
schutzlos ausgeliefert. Da keine Verschmutzungen den Rost im Rahmen
festklemmen, können unbefugte
Personen den Schacht öffnen
oder den Rost entwenden, sofern sie im Stande sind, das Gewicht
des Rostes zu tragen.
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Die vorliegende Neuerung macht es
sich daher zur Aufgabe, einen Straßenaufsatz der eingangs genannten
Art unter Erhaltung seiner positiven Eigenschaften dahingehend weiterzubilden,
dass sein Rost von Unbefugten nicht aus dem Rahmen entnommen werden
kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Zentrierung gelöst, die
Federn umfasst, wobei zumindest eine der Federn derart in eine ihr
zugeordnete Hinterschneidung eingeschnappt ist, dass der Rost nach
Art einer lösbaren
Schnappverbindung im Rahmen gehalten ist.
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Eine Grundidee der vorliegenden Neuerung besteht
darin, den Rost nicht wie bisher vollständig über starre Kontaktflächen zu
zentrieren, sondern hierfür
zumindest teilweise elastisch gespannte Federn zu verwenden, die
zugleich eine lösbare Schnappverbindung
zwischen Rost und Rahmen herstellen. Die Schnappverbindung ist dabei
so zu gestalten, dass sie nur für
befugte Personen lösbar ist,
Unbefugten soll es dagegen nicht möglich gemacht werden, die Schnappverbindung
zu lösen.
Die Federn erfüllen
hier eine Doppelfunktion: Zum einen zentrieren sie den Rost, um
weites umlaufendes Spiel als Erfordernis der Verschmutzungsunempfindlichkeit
zu gewährleisten,
zum anderen fügen
sie beide Bauteile zu einem für
Unbefugte nicht lösbaren Verband.
Nebeneffekt ist, dass Klappern wirksam vermieden wird.
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Die Eigenschaft der Schnappverbindung,
nur durch befugte Personen lösbar
zu sein, wird einfachstenfalls über
die erforderlichen Auslösekräfte erreicht.
Die Schnappverbindung ist dafür
so zu gestalten, dass die Federn einem Versuch, den Rost aus dem
Rahmen zu entnehmen, einen erheblichen Widerstand entgegensetzten,
der von Muskelkraft nicht überwunden
werden kann. Mit einem entsprechend kraftvollen Hebezeug soll es
dagegen problemlos möglich
sein, den Rost aus dem Rahmen zu heben. Da Vandalen meist spontan
und unüberlegt tätig werden,
führen
sie in der Regel keine Hebezeuge mit sich, weswegen es ihnen aufgrund
ihrer begrenzten Muskelkraft nicht gelingt, den Rost aus dem Rahmen
zu reißen.
Wartungskolonnen hingegen, die den Schacht befugt öffnen, verfügen über Hebezeuge,
mit denen es ihnen gelingt, den Rost unter Überwindung der Schnappverbindung
zu entnehmen.
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Der Einsatz von Hebezeugen ist allerdings mit
einem erhöhten
Zeit und Kostenaufwand verbunden. Um dem zu begegnen, schlägt die Neuerung vor,
die Schnappverbindung dadurch lösbar
zu machen, dass durch Dezentrierung des Rostes im Rahmen zumindest
eine der Federn aus ihrer zugehörigen
Hinterschneidung herausbewegbar ist. Dieser Weiterbildung liegt
die Überlegung
zugrunde, dass es grundsätzlich
leichter sein kann, den Rost im Rahmen horizontal zu verschieben
als ihn heraus zu heben. Die Federn und die zugehörigen Hinterschneidungen
sind daher so auszulegen, dass der Rost dezentriert werden kann
und in dezentrierter Position zumindest eine der Federn aus ihrer
Hinterschneidung herausgebracht ist, wodurch die Schnappverbindung
gelöst
wird. Anhand eines Ausführungsbeispiel
wird noch aufgezeigt werden, wie eine Zentrierung mit den beschriebenen
Eigenschaften gestaltet werden kann.
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Zur Gewährleistung einer hohen Wartungsfreundlichkeit
des Straßenaufsatzes
schlägt
die Neuerung vor, die Federn am Rost zu befestigen und die Hinterschneidungen
am Rahmen vorzusehen. Falls die Federn ausgetauscht werden müssen, kann
das Wartungspersonal dies in einer ergonomisch günstigen Haltung und abseits
des fließenden
Verkehrs in einem Werkstattwagen durchführen. Wartungsarbeiten an den
Hinterschneidungen sind indes nicht zu erwarten.
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Die Federn werden mechanisch völlig anders
belastet als der Rost. Um die Federn hinsichtlich ihrer Funktion
optimiert gestalten zu können,
ist es sinnvoll, die Federn aus einem anderen Werkstoff zu fertigen
als den Rost. So kann für
die Federn hochelastischer Federstahl verwendet werden, währenddessen
der Rost in kostengünstigem,
vergleichsweise starren Gusseisen ausgeführt werden kann.
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Zweckmäßigerweise werden die Federn
an jeweils an einer Randstrebe des Rostes und dort insbesondere
an einem Vorsprung befestigt, der dem Rahmen enger als die Randstrebe
angenähert
ist. Diese Konstellation vermeidet wirksam Verschmutzungen. Ein
enger, verschmutzungsgefährdeter Spalt
entsteht nämlich
nur im Bereich des Vorsprungs und nicht mehr entlang der gesamten
Länge der
Randstrebe. Ablagerungen, die sich hier festsetzten, können problemlos
aus dem Spalt heraus geschoben werden. Hinzukommend flankieren die
Federn bei dieser Weiterbildung den Rost von zwei Seiten, wodurch
die Zentierwirkung der Federn gesteigert wird.
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Roste bestehen meist aus Gusseisen.
Dieser Werkstoff lässt
sich vergleichsweise gut zerspanen, jedoch schlecht schweißen. Deshalb
sollten die Federn mit einer Schraubverbindung an dem Rost befestigt
werden.
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Eine geeignete Zentrierung lässt sich
mit im wesentlichen M-förmigen
Federn gestalten, die aus Federstahl-Flachband gebogenen sind und
die jeweils an Klemmnasen des Rahmens anliegen, welche die Hinterschneidungen
im Rahmen bilden.
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Um die Zentrierwirkung der Federn
zu steigern schlägt
die Neuerung weiter vor, die Federn auf einer gemeinsamen Achse
anzuordnen, die sich parallel zu einer bevorzugten Überfahrrichtung
des Rostes erstreckt. Auf diese Weise werden die Federn in definierter
Richtung belastet und können
so auf den überrollenden
Verkehr bestmöglich
reagieren.
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Die Zentrierung des Rostes im Rahmen muss
in zwei unabhängige
Richtungen erfolgen, da nur so ein großzügiges, umlaufendes Spiel zwischen Rost
und Rahmeninnenseite gewährleistet
ist. Die Zentrierung braucht nicht in beiden Richtungen mittels
Federn erfolgen, es ist beispielsweise auch möglich, den Rost in Überfahrrichtung über Federn
mittig zu positionieren und quer zur Überfahrrichtung zwecks Zentrierung
starre Anschläge
vorzusehen. Als starre Anschläge
eignen sich insbesondere nach unten über die Auflageflächen des
Rostes vorstehende Fixierungsnasen, die mit seitlichen Anschlagflächen des
Rahmens zusammenwirken. Bekannt ist diese Zentriermöglichkeit
aus der
DE 100 13
981 A1 , die den gattungsbildenden Straßenaufsatz offenbart.
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An dieser Stelle soll nun ein mögliches
Gestaltungsbeispiel der vorliegenden Neuerung anhand von Zeichnungen
vorgestellt und dessen Funktionalität mit Hilfe von Prinzipskizzen
erläutert
werden. Es zeigen hierfür:
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1:
Straßenaufsatz
in Draufsicht;
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2:
Schnittdarstellung des Rostes;
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3:
Schnittdarstellung der rostzentrierenden Schnappverbindung im Detail;
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4:
Kräfte
am Rost in Gebrauchslage;
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5:
Kräfte
am horizontal verschobenen Rost.
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Ein Straßenaufsatz 1 wird
zum Verschließen von
Schachtöffnungen 2,
wie denen von Entwässerungsschächten verwendetet.
Er setzt sich aus einem auf die Schachftöffnung 2 aufgesetzten
Rahmen 3 und aus einem darin eingelegten Rost 4 zusammen.
Der Rost 4 liegt mit Auflageflächen 5 in dem Rahmen 3 auf
und erstreckt sich über
die Schachtöffnung 2.
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Der Straßenaufsatz 1 hat eine
bevorzugte Überfahrrichtung 6,
die beim Einsatz in Kraftverkehrswegen beachtet werden muss. So
ist der dargestellte Straßenaufsatz 1 als
Teil einer Straßenrandentwässerung
stets längs
der nicht dargestellten Straße
einzubauen. Rost 4 besteht aus mehreren Streben, von denen
hier nur die äußeren Querstreben – im folgenden
Randstreben 7a, 7b genannt – von näherem Interesse sind. Jeder
Randstrebe 7a, 7b ist mittig ein Vorsprung 8a, 8b angeformt,
an denen jeweils eine Feder 9a, 9b mit einer Schraube 10 festgeschraubt
ist. Die Vorsprünge 8a, 8b sind
dem Rahmen 3 dichter angenähert als die Randstreben 7a, 7b und
auf einer gemeinsamen Achse 11 parallel zur Überfahrrichtung 6 angeordnet.
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Die Federn 9a, 9b bestehen
aus Federstahl-Flachband und sind im wesentlichen M-förmig gebogen.
Auf der Innenseite des Rahmens 3 liegen sie jeweils an
der Unterseite einer Klemmnase 12a, 12b an, die
im Rahmen 3 jeweils eine Hinterschneidung 13a, 13b bilden.
Klemmnase 12b und Hinterschneidung 13b sind in
der Zeichnungen nicht dargestellt. Beim Einsetzen des Rostes 4 rutschen
die Federn 9a, 9b über die Klemmnasen 12a, 12b hinweg und
schnappen in die Hinterschneidungen 13a, 13b hinein.
Eine lösbare
Schnappverbindung entsteht. Die eingeschnappten Federn 12a, 12b bleiben
elastisch verformt, sodass der Rost 4 beiderseits von Federkräften Fa , Fb eingespannt
wird. Die horizontalen Komponenten der Federkräfte Fa , Fb zentrieren Rrost 4 längs der Überfahrrichtung 6,
die vertikalen Komponenten überlagern
die Gewichtskraft G des Rostes 4 zu einer resultierenden
Vertikalkraft V, die den Rost 4 im Rahmen hält.
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Bei entsprechend steifen Federn 9a, 9b ist es
mit Muskelkraft nicht möglich,
den Rost 4 in etwa vertikaler Richtung aus dem Rahmen 3 zu
heben. Die Federkräfte Fa , Fb sind
zu hoch, als dass es gelingt, die Federn 9a, 9b über die
Klemmnasen 12a, 12b aus den Hinterschneidungen 13a, 13b heraus
zu ziehen. Nur mit einem entsprechend kraftvollen Kran oder einer ähnlichen
Vorrichtung kann der Rost 4 aus dem Rahmen 3 entnommen
werden.
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Steht ein solches Hebezeug nicht
zur Verfügung,
wird Rost 4 dezentriert, indem er horizontal, hier entgegen
der Überfahrrichtung 6,
um einen geringen Weg Δ X
verschoben wird. Während
des Verschiebens müssen
Reibungskräfte überwunden
werden, die durch Reaktionskräfte Ra , Rb an
den Auflageflächen 5 entstehen.
Die Reaktionskräfte Ra , Rb kompensieren
die hohe Vertikalkraft V und sind daher ebenfalls nicht gering.
Da die groben Gussstücke
einen hohen Reibungskoeffizienten aufweisen, sind die zu überwindenden
Reibungskräfte
nicht unerheblich. Deshalb ist für
das horizontale Verschieben des Rostes 4 ein nicht dargestelltes
Werkzeug, einfachstenfalls ein Schraubendreher notwendig. Das Werkzeug
wird als Hebel beispielsweise in einem Spalt 14a zwischen
Vorsprung 8a und Rahmen 3 angesetzt und der Rost 4 um
den Weg Δ X
an horizontal nach rechts zur Seite gestemmt. In Folge dessen verliert Feder 9a den
Kontakt zu der Hinterschneidung 13a, wodurch ihre Federkraft
Fa erlischt und sie an der Klemmnase 12a vorbei zusammen
mit dem Rost 4 aus dem Rahmen 3 herausgenommen
werden kann.
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Wie in 5 skizziert,
verlagert sich die verbleibende Federkraft Fb durch
die Dezentrierunq des Rostes 4 fast vollkommen in etwa
horizontale Richtung und wird von einer Werkzeugkraft W kompensiert,
so dass im Ergebnis die resultierende Vertikalkraft V nur noch der
originären
Gewichtskraft G entspricht. Da Werkzeugkraft W und
verbleibende Federkraft Fb nicht
exakt auf einer Wirkungslinie liegen, lastet im verschobenen Zustand
ein Moment M auf dem Rost 4, welches dazu führt, dass
die rechte Reaktionskraft Rb geringfügig größer ist
als die linke Reaktionskraft Ra .
Die Entnahme des Rostes 4 wird hierdurch aber nicht wesentlich
beeinflusst, tendenziell wird sie sogar erleichtert, wenn der Rost 4 links von
seiner Mitte gegriffen und herausgenommen wird.
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Das Wiedereinsetzen des Rostes 4 ist
ohne Werkzeug möglich.
Allerdings muss der Rost 4 durch Aufstand zusätzlich belastet
werden, damit die Federn 9a, 9b über die
Klemmnasen 12a, 12b rutschen und in die Hinterschneidungen 13a, 13b einschnappen.
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Zwischen den Vorsprüngen 8a, 9a und
dem Rahmen 3 bilden sich vergleichsweise enge Spalte 14a, 14b,
die grundsätzlich
einer Verschmutzungsgefahr ausgesetzt sind. Jedoch können etwaige Schmutzansammlungen
oberhalb der Federn 9a, 9b problemlos entfernt
werden, indem der Schmutz quer zur Achse 11 aus dem Bereich
der Vorsprünge 8a, 8b gelöst wird.
Er fällt
dabei durch einen weitaus breiteren Durchlass 15a, 15b zwischen
den Randstreben 7a, 7b und Rahmen 3.
Das Reinigen der Spalte 14a, 14b kann unmittelbar
vor dem Öffnen
des Straßenaufsatzes 1 mit
dem Schraubendreher erfolgen.
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Die vorliegende Neuerung wurde anhand
eines Straßenaufsatzes
erläutert,
der im Allgemeinen zur Straßenrandentwässerung
verwendet wird. Die Neuerung beschränkt sich jedoch nicht auf diesen Einsatzzweck,
sie ist grundsätzlich
auch auf andere Schachtabdeckungen übertragbar. So kann der Straßenaufsatz
nicht allein in Straßenbetten,
sondern auch in anderen Tiefbauwerken eingesetzt werden. Anstelle
eines durchfließbaren
Rostes können
auch geschlossene Deckel mit der neuerungsgemäßen Zentrierung ausgestattet
werden.