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Kunstform stein, insbesondere Betonformstein Die Erfindung betrifft
einen Kunstformstein, insbesondere Betonformstein, der aus sich rechtwinklig kreuzenden,
quadratische Kammern einschliessenden Rippen gebildet ist, deren Rippenenden allseitig
um das Mass der halben Kammerbreite über die Randrippen überstehen. er erfindungsgemässe
Kunstformstein wird vorzugsweise im Wasser- und Kulturbau zur Sicherung von Sohlen
und Uferböschungen, insbesondere bei schnellfliessenden Gewässern, angewendet. Dort
tritt bei wenig widerstandsfähigem Sohlen- oder Böschungsgrund, vor allem in Hochwasserzeiten,
eine mehr oder weniger starke Erosion auf, die mit der Zeit zur Verlagerung des
Wasserlaufes führen und dadurch umfangreiche und kostspielige Instandsetzungsarbeiten
erforderlich machen kann. Zur Abhilfe wird in der Regel eine Pflasterung der gefährdeten
Sohl- und Böschungspartien vorgenommen. Diese Massnahme ist nicht nur sehr lohnintensiv,
sondern erfordert auch den Einsatz einchlägig ausgebildeter Fachkräfte.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine ijinrichtung zu schaffen, deren
Anwendung nicht so lohnintensiv und facharbeitergebunden ist, d.h. die am Verlegort
einfacher und. schneller und insbesondere ohne teure und spärlich anzutreffende
Facharbeiter eingebaut werden kann, und die sich vor allem dazu eignet, rasch und
ohne spezielle Fachkenntnisse wirksame Sobl- und Böschungsbeläge herzustellen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine auf die zu befestigende
Böschung aufzulegende Matte aus einzelbeweglicilinit-einander lösbar verbundenen
Kunststoffsteinen zu bilden, die an ihren Rändern mit ineinandergreifenden Vorsprtingen
und Ausnehmungen versehen sind. Bei diesem Vorschlag werden die Kunstformsteine
miteinander durch Schlingen aus metall oder Kunststoffdrähten verbunden, die durch
Durchbrüche im Randbereich der Kunstformsteine geführt sind (2 22 42 358).
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Die vorliegende Erfindung befaBt sich mit der besonderen Ausbildung
eines Kunstformsteines, der für die Befestigung von Uferböschungen, insbesondere
jedoch für die Befestigung von Sohlen von schnellfließenden Gewässern, vorgesehen
ist, und der daher auch im Bedarfsfall zur Herstellung einer Matte aus miteinander
lösbar verbundenen Kunstformsteinen verwendet werden kann.
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Zur Herstellung eines Belages, beispielsweise für Uferböschungen,
wurden bisher bereits bekannte Kunstformsteine verwendet, wie diese beispielsweise
als sogenannte Rasenkammerplatten bekannt sind (D-PS 1 213 462, D2-OS 1 962 841).
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Auch sind für diesen Zweck Kunstformsteine verwendbar, wie sie beispielsweise
aus der österreichischen Patentschrift 162.712 bekannt geworden sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kunstformstein in einer
für die Befestigung von Sohlen von schnellfließenden Gewässern besonders geeigneten
Ausbildung
zu schaffen, der gegenüber den benannten Steinformen
im Hinblick auf diesen speziellen Verwendungszweck besondere Vorteile aufweist.
Wie bereits erwahnt, sind die an sich bekannten Kunstformsteine für andere Verwendungszwecke
geschaffen wo d ei als die Befestigung von Sohlen und auch Böschungen schnellfliessender
Gewässer. Der Kunstformstein nach der genannten österreichischen Patentschrift 162.712
wurde zur Herstellung von Strassenbelägen konzipiert, während der Kunststoffstein
nach der deutschen Patentschrift 1 213 462 in erster Linie als Rasenkammerplatte
zur Herstellung von Belägen für Parkplätze, Flugfeld er und dgl. vorgesehen ist.
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Die Herstellung von Sohlbelägen in schnellfliessenden Gewässern stellt
an die hierfür verwendeten Kunstformsteine besondere inforderungen, weil infolge
der hohen vliessgeschwindigkeit starke Erosionserscheinungen auftreten, bei denen
das Kammerfüllgut aus den Kammern herausgespült und so im Laufe der Zeit der Belag
unterspült wird. Hinzu kommen noch die starkenSchleppkräfte eines schnellfliessenden
Wassers, die u.U.
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die Platten in ihrer stabilen Einbaulage gefährden, die aus dem Verband
herausreissen und mit sich fortführen. Daher werden Sohlbeläge in schnelifliessenden
Gewässern überwiegend als Wasserbaupflaster ausgeführt. Wie bereits dargelegt, sind
derartige Beläge sehr aufwendig, weil sie nur an Ort und Stelle von spezialisierten
Fachkräften hergestellt werden können.
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Durch die Verwendung des erfindungagemässen Kunstformsteines, der
insbesondere für die Herstellung von Sohlbelägen schnellfliessender Gewässer geeignet
ist, soll hier Abhilfe geschaffen werden. Die Herstellung eines Belages aus
diesen
steinen ist weseiitlich weniger ohnintensiv und daher ergibt sich eine bedeutende
Kostenersparnis.
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Der Kunstformstein nach der Erfindung besteht aus sich rechtwinklig
kreuzenden, quadratische Kammern einschliessende Rippen, deren Rippenenden allseitig
um das Mass der halben Kammerbreite über die Rand rippen überstehen, und er ist
dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Längs- und Querrippen die volle Steinhöhe
aufweist und dass die übrigen Ränder und Querrippen mit nur 60 bis 80 % der vollen
Steinhöhe bemessen sind. Dabei können jeweils zwischen zwei Längs- und Querrippen
voller Steinhöhe stets eine Längs- und eine Querrippe geringerer Steinhöhe angeordnet
sein.
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Diese Ausbildung ermöglicht es, die Platten in der Hauptbeanspruchungsrichtung
verzahnt einzubauen, so dass die Plattenlagen verwindungsfest und schubsicher miteinander
verbunden sind und nur senkrechte Setzbewegungen einzelner Platten ermöglichen und
dass auf diese eise die Verwenwendung besonderer Verbindungsmittel nicht nötig ist.
Insbesondere werden bei dem verzahnten Einbau in der Hauptbeanspruchungsrichtung
(Fliessrichtung) durchgehende Längsfugen vermieden, was einer Hauptforderung des
Wasserbaues entspricht.
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Beim Überströmen eines Belages aus den Kunstformsteinen nach der Erfindung
fliesst das Wasser bandartig zwischen zwei hohen,mit der Fliesarichtung gleichlaufenden
Rippen von einer querlaufenden zur folgenden querlaufenden hohen Rippe und
wird
von der letr:%-ren stauwandartig beeinflusst und h'ntor ihr um eine horizontale
achse in eine etwa wslzenförtige Turbulenz versetzt.
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Dieser Vorgang bewirkt nicht nur die Verlangsamung der tDliessgeschwindigkeit,
sondern vor allem gleichzeitig auch eine Belüftung des strömenden Wassers. Die Anordnung
der zwischen den hohen lippen liegenden niedrigeren rippen bezweckt die Schaffung
eines kleinkammerigen Plattensystems, dessen Dimensionierung so gehalten ist, dass
schädliche Ausspülungen im Kammertiefsten weitgehend vermieden werden.
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Diese Vorteile ergeben sich vor allem aus der besonderen Gestaltung
des Kunstformsteines nach der Erfindung auf Grund der durch die hohen Rippen geschaffenen
Stau- und Bremseffekte und der durch die niedrigeren Rippen bewirkten Erosionssicherheit
im Tiefsten der Kammern.
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Bei der Verwendung der bisher bekannten Kunstformsteine, z.B.
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nach der deutschen Patentschrift 1 213 462, die wegen ihrer höckerartigen
Erhöhungen auf der Oberseite einen mehr oder weniger grossen Rauhigkeitsgrad aufweisen,
stellt sich beim Überfliessen mit Wasser höherer Geschwindigkeit ein turbulenter
Pliessvorgang ein, dessen Wirbel sich um eine überwiegend senkrechte Achse bilden
und die mit zunehmender Fliessgeschwindigkeit die Erosionserscheinungen in den Plattenkammern
verstärken.
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erden völlig oberflächenglatte Platten vom Wasser überströmt, so ergibt
sich unter sonst gleichen Bedingungen ein bandförmiger Pliessvorgang und eine verbesserte
rosionssicherheit
irj l!'amertiefsten der Platten. Derartig völlig ebene Platten (etwa entsprechend
der österreichischen Patentschrift 162 712) besitzen jedoch in der Praxis zwei erheblich
ins Gewicht fallende Nachteile, dieWhre Verwendung im Wasserbau ausschliessen. Werden
im Bereich der geböschten Ufer Beläge aus an ihrer Oberseite glatten Kunstformateinen
verlegt, so bieten sie den beim Einbau und bei späteren Unter haltungsarbeiten eingesetzten
Arbeitskräften kein ausreichendes Trittwiderlager und damit keine genügende Stand-
und Arbeitssicherheit.
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Weiter begünstigt die glatte Steinoberfläche ein laminares Fliesen
ohne ausreichende Turbulenzerregung, und damit ist keine genügende Minderung der
Wassergeschwindigkeit zu erreichen. Ohne Frasserturbulenz wiederum ist jedoch keine
ausreichende Belüftungswirkung zu erzielen; diese Belüftung ist jedoch für die Selbstreinigung
von mehr oder weniger stark verunreinigten ;!asserläufen von ausserordentlicher
Bedeutung.
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Der Kunstformstein nach der erfindung vermeidet die hier geschilderten
Nachteile und ist insbesondere so gestaltet, dass er einerseits eine genügende Erosionssicherheit
im Kammertiefsten gewährleistet und andererseits eine gewünschte Drosselung der
Fliessgeschwindigkeit des strömenden Wassers herbeiführt. Die die Drosselung bewirkenden
querlaufenden hohen Rippen erzeugen gleichzeitig eine Wirbelbildung, die wiederum
für die Belüftung der bewegten Wassermengen sorgt; schliesslich ergeben sich auch
die bereits geschilderten Vorteile hinsichtlich der Begehbarkeit von Böschungsbelägen,
die mittels der Kunstformsteine nach der Erfindung berge stellt sind.
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Der Kunstformstein nach dez Erfindung ist weiterhin so ausge bildet,
dass die Zwischenräume zwischen den Rippenenden geringfügig weiter bemessen sind
als die Dicke der Rippenenden misst.
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Durch diese Bemessung wird ein verzahnungsartiges Ineinandergreifen
der Rippenenden von benachbarten Kunstformsteinen mit nur geringfügigem Spiel ermöglicht,
so dass die im Verband verlegten Kunstformsteine einen Belag von einer gewissen
Bormsteifigkeit bilden. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal beträgt das Verhältnis
der Kammerweite zur Höhe der niedriger gehaltenen Längs- und Querrippen weniger
als 1. Durch diese Dimensionierung ergeben sich Abmessungen der Kammern, bei denen
wegen des h=draulisch günstigen Verhältnisses der Höhe zur Weite eine schädliche
Erosion aus dem Kammertiefsten vermieden wird.
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Eine Ausführung des Kunstformsteins nach der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 einen Kunstformstein nach der Erfindung in persepektivischer
Darstellung; Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Sohlenbelag eines Gewässers mit im
Verband verlegten Kunstformsteinen nach der Erfindung.
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In Fig. 1 sind die sich rechtwinklig kreuzenden Längs- und Querrippen
mit 1 und 2 bezeichnet. Zwischen diesen Längs- und Querrippen 1 und 2, und zwar
in den von diesen eingeschlossenen Feldern, verlaufen die sich ebenfalls rechtwinklig
kreuzenden Längs- und Querrippen 3 und 4, deren Höhe nur 60 bis 80 % der vollen
Steinhöhe beträgt. Die Längs- und tuerrippen, und zwar die hohen 1, 2 wie auch die
niedrigeren 3, 4, setzen sich über die jeweils äussersten Rippen hinaus fort in
Rippenenden 6, 7 und
8, 9. Zwischen den sich rechtwinklich kreuhenden
hohen und niedrigeren Kippen 1, 2 und 3, 4 bilden sich die Kammern 1O, die nach
dem Verlegen der Steine mit Füllmaterial bis oben hin aufgefüllt werden.