DE2748047A1

DE2748047A1 - Ortsbewegliche laststuetzsaeule sowie aus derartigen laststuetzzellen hergestellte stuetzsaeule und verfahren zur herstellung derartiger laststuetzzellen

Info

Publication number: DE2748047A1
Application number: DE19772748047
Authority: DE
Inventors: Jacobus Johannes Rautenbach
Original assignee: Fowler Holdings Ltd
Current assignee: Fowler Holdings Ltd
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1979-05-10

Description

Ortsbewegliche Laststützsäule sowie aus derartigen Laststütz-
zellen hergestellte Stützsäule und Verfahren zur Herstellung derartiger Laststützzellen Ortsbewegliche Laststützsäule sowie aus derartigen Laststützzellen hergestellte Stützsäule und Verfahren zur Herstellung derartiger Laststützzellen Die Erfindung bezieht sich auf eine ortsbewegliche Laststützsäule, eine aus derartigen Laststützzellen hergestellte Stützsäule sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Laststützzellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ortsbewegliche Laststützzellen zu schaffen, die in einfacher Weise verwendet werden können und zur Bildung von Stützsäulen aufeinandergestapelt werden können, wobei das Ausmaß der Zusammendrückung der Laststützzellen unter Belastung sowie die Laststützfähigkeit der Zellen innerhalb annehmbarer Grenzen geändert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 25 und 51 angegebene Erfindung gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungagemäße Ausgestaltung der Laststützzelle ist es möglich, diese einfach zu transportieren und zu verarbeiten und die Laststützzellen können leicht gestapelt werden.
Das Ausmaß der Zusammendrückung der Laststützzellen unter einer Belastung sowie die @ragfähigkeit dieser Zellen kann innerhalb bestimmter Grenzen durch Änderung des Verdichtungsdruckes geändert erden, der zum Verdichten des teilchenförringen Materials verwendet wird. Weiterhin ist es möglich, die Tragfähigkeit durch Ändern der Zugfestigkeit. Form und Anzahl der Halteeinrichtungen, durch Änderung der Art und Zusammensetzing des teilchenförmigen Materials und durch Ändern des Verhältnisses zwischen der Höhe und den seitlichen Abmessungen der Zellen zu nern.
Die erfindungsgemäße Laststützzelle weist zumindest eine verdichtete Schicht au: teilchenförmigem material auf, das unter einem Druck von zumindest ungefähr 800 kPa verdichtet ist und die eine höhe aufweist. die kleiner als ihre minimale seitliche Abmessung ist, wobei Halteeinrichtungen zum Festhalten des teilchenförmigen Materials in der Schicht und mit der Schicht verbundene flalteeinrichtungen zur Verhinderung einer seitlichen Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter Belastung vorgesehen sind.
Es ist zu erkennen, daß das Ausmaß der Verdichtung des teilchenförmigen Materials zur Bildung der verdichteten Schicht das Ausmaß der Zusammendrückung der Laststützzelle bei Auftreten einer Belastung beeinflußt.
Daher wird der auf das teilchenförmige Material ausgeübte Vcrdichtungsdruck in Abhängigkeit von der Zusammendrückung der Laststützzelle gewählt, die für die beabsichtigte Anwendung der Laststützzelle bei den Lasten hingenommen werden kann, die von dieser Laststützzelle abgestützt werden sollen.
Wenn daher das Ausmaß der Zusammendrückung bei der Anwendung verringert werden soll, kann die verdichtete Schicht mit einem höheren Druck verdichtet werden, als mit dem Druck von 800 kPa.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die vfrdictitete Schicht eine Schicht sein, die unter einem Druck von zumindest ungefähr 2500 bis 4000 kPa verdichtet ist.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die verdichtete Schicht unter einem Druck von zwischen ungefähr 8000 und ungefähr 25000 kPa verdichtet werden.
Obwohl das Ausmaß der mit einem bestimmten ausgeübten Verdichtungsdruck erreichten Verdichtung von dem verwendeten teilchenförmigen Material abhängt, wurde festgestellt, daß bei den zweckmäßigerweise zu verwendenden Arten von teilchenförmigen Materialien ein Verdichtungsdruck von mehr als 25000 kPa üblicherweise nur einen relativ vernachlässigbaren Anstieg des Zusammendrückungswiderstandes bei einer bestimmten Belastung ergibt.
Es ist verständlich, daß das Verhältnis der Höhe der verdichteten Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Abmessung nicht nur die Stabilität des teilchenförmigen Materials unter der Last bei Auftreten einer bestimmten Belastung beeinrliiß, sondern auch die seitliche Stabilität der Laststützzelle bei ihrer Verwendung.
Daher wird im allgemeinen bei kleiner werdendem Verhältnis der Höhe der Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Abmessung die seitliche Stabilität der Zelle und die Widerstandsfähigkeit des teilchenförmigen Materials in der Schicht gegen eine seitliche Verschiebung unter einer bestimmten Last größer und der Anteil der Teilchen in der Schicht aus telichenförmigem Material, die außerhalb der Grenzen des Schüttwinkels für diese Schicht liegen, wird kleiner.
Je kleiner dieses Verhältnis Jedoch wird, umso größer wird andererseits das Verhältnis der Kosten zur Höhe für eine bestimmte Lastzelle.
In der Praxis wird daher ein Kompromiß zwischen dem Verhältni S der P @osten zur Höhe der Lastzelle und der erforderlichen seitlichen Stabilität und der Lasttragfähig,keit der Laststützzelle geschlossen, um das zweckmäßigste Verhältnis der Höhe zur minimalen seitlichen Abmessung zu gewinnen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verhältnis der röhre der Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Erstreckung kleiner als 1:5 sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verhältnis der Höhe der Schicht zu ihrer minimalen seitlichen \bmessung zwischen 1:f und ungefähr l:1C liegen.
bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung, bei der eine erhebliche seitliche Stabilität erforderlich ist und bei der erhebliche asten abgestützt werden müssen, kann das Verhältnis der Höhe der Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Erstreckung beispielsweise zwischen ungefähr 1:15 und 1:40 liegen oder noch weniger, falls dies erforderlich ist.
Das teilchenförmige Material kann irgendein geeignetes teilchenförmiges Material sein, das unter einem ausgeübten Verdichtungsdruck verdichtet werden kann, um eine Widerstandsfähigkeit gegen eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter einer ausgeübten Last zu erzielen.
s ist verständlich, daß im allgemeinen die Verdichtung bei einem bestimmten Verdichtungsdruck und die Widerstandsfähigkeit gegen eine seitliche Verschiebung unter einer Lastbeanspruchung umso größer ist, Je feiner das teilchenförmige Material ist.
Das spezielle verwendete teilchenförmige Material und der Feinheltsgrad des teilchenförmigen Materials hängt weitgehend von der Verfügbarkeit, der leichten Handhabung und der beabsichtigten Lasttragfähigkeit der Laststützzelle ab.
Das teilehenförmige Material kann daher beispielsweise die Form von Sand, feinem Sand, Grubensand, gemahlenem pulverförmigem Steinmaterial und ähnlichem oder die Form einer Mischung von einem oder mehreren dieser Materialien aufweisen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die Halteeinrichtungen zumindest ein lialteblech oder eine Halteplatte umfassen, die so mit der Schicht verbunden ist, daß sie sich quer zur Höhe der Schicht erstreckt.
Bei Ausüben einer Last auf die Laststützzelle stützt sirh das teilchenförmige Material gegen die Halte platte ab, das eine seitliche Bewegung des teilchenförmigen Materials im Sinne einer Dehnung der Halteplatte bewirkt.
Daher hängt die Haltekraft, die die Halteplatte gegen eine seitliche Verschiebung des teichenförmigen Materials ausüben kann, von der Zugfestigkeit der Halteplatte ab.
Die Wahl der Materialien, der Zusammensetzung und der Dicke der Halteplatte hängt damit von der Last, die von der Last stützzelle getragen werden soll und von dem Ausmaß der Dehnung innerhalb der elastischen Grenzen der Platte ab, das während der Benutzung hingenommen werden kann.
Im allgemeinen sind die Kcsten umso größer, Je größer die Zugfestigkeit der Halte platte ist. In der Praxis kann daher ein Kompromiß zwischen den Kosten und dem Ausmaß der Dehnung getroffen werden, die hingenommen werden kann, so daß eine geeignete Halteplatte für die von der Laststützzelle getragenen Lasten gefunden werden kann.
Die Halteplatte kann daher die Form von bahnenförmigem Material, von zusammengesetztem bahnenförmigen Material, von verstärktem bahnenförmigen Material oder die Form eines Gitters oder ähnlichem aufweisen.
s ist zu erkennen, daß die gleiche oder etne ähnliche Zugfestigkeit wie die einer einzigen Hateplatte mit einer bestmmten Dicke dadurch erzielt werden kann, daß eine Anzahl von ähnlichen Platten mit geringerer Dicke verwendet wird naher kann die Halteplatte durch eine Anzahl von Platten gebildet sein, die miteinander verbunden sind und übereinander angeordnet sind oder die mit Abstand in der verdichteten Schicht aus teilchenförmigem Material angeordnet sind. Wenn eine Anzahl von Platten verwendet wird, können diese alle die gleiche Zugfestigkeit aufweisen oder sie können sich ändernde Zugfestigkeiten aui'weisen und in der erforderlichen Weise angeordnet sein.
In gleicher Weise kann die Halteplatte über ihre gesamte Fläche verstärkt sein oder sie kann lediglich an ausgewählten Bereichen verstärkt sein, beispielsweise im Mittelbereich.
Die Halteplatte kann beispielsweise aus metall, einer Metalllegierung, aus einem Kunststoffmaterial, einem verstärktem natürlichen oder synthetischen Material, 1, aus einem gewebten oder geflochtenen Material oder ähnlichem bestehen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Halteplatte aus Weicheisenblech. Bei dieser usführungsform kann das Weichstahlblech zweckmäßigerweise eine war-oder kaltgewalztes Weicheisenblech sein.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung können die Halteeinrichtungen durch eine Anzahl von konzentrischen cinen radialen Abstand aufweisenden flaltebändern gebildet sein, die in die Schicht eingebettet sind.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können die Haltebänder zweckmäßigerweise eine Tiefe aufweisen, die zumindest einem Drittel der Höhe der verdichteten Schicht entspricht.
Bei einer anderen Ausführungsformder Erfindung haben die Haltebänder zweckmäßigerweise eine Tiefe, die zumindest ungefähr 2/3 der Höhe der verdichteten schicht entspricht oder es ist möglich, eine Tiefe zu wählen, die 1ll wesentlichen gleich der Höhe der verdichteten Schicht ist.
Wenn die Halteeinrichtung die Form von Haltebändern aufweist, hängt die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer seitlichen erschiebung des teilchenförmigen Materials weitgehend von der Zugfestigkeit der Bänder und dem Abstand zwischen benachbarten Bändern ab.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung können die Halteeinrichtungen durch ein spiralförmiges Halteband gebildet sein, das in die Schicht aus teilchenförmigem Material eingebettet ist.
Die Tiefe des spiralförmigen Bandes gegenüber der öhe der verdichteten Schicht kann sich in der gleichen Weise andern, wie dies anhand der konzentrischen Haltetänder erläutert wurde.
Unabhängig davon, ob die Halteeinrichtungen die Form von konzentrischen Haltebändern oder die Form eines spiralförmigen Bandes aufweisen, können diese Halteeinrichtungen, falls gewünscht, in Verbindung mit einer Halteplatte der vorstehend beschriebenen Art verwendet werden.
Das Ausmaß des Widerstandes, der durch das spiralförmige Band gegen eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen belasteten Materials geleistet wird, hängt von der Anzahl der aufeinanderfolgenden Windungen des spiralförmigen Bandes sowie von der Zugfestigkeit und/oder dem Verformungswiderstand des Materials ab, das das spiralförmige Band bildet.
Es ist anzunehmen, daß das spiralförmige Band eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen Materials bei Auftreten einer Belastung dadurch verhindert, daß einer seitlichen Kraft auf irgendeinen Teil des spiralförmigen Bandes ein entsprechender Widerstand durch eine entgegengesetzte nach innen gerichtete Kraft entgegengesetzt wird, die durch das zusammengedrückte teilchenförmige Material auf der gegenüberliegenden Seite dieses Teils hervorgerufen wird.
Weiterhin führt eine nach außen gerichtete Verschiebung irgend-Ban Teils es eines Teils des spiralförmigen ei fehlender Dehnung dieses Teils zu einer längsgerichteten Bewegung irgendeines Teils und des spiralförmigen Bandesyzu einer seitlichen Bewegung eines anderen Teils des spiralförmigen Bandes.
Es ist anzunehmen, daß irgendeine derartige längsgerichtete Bewegung durch den Reibungseingriff zwischen dem teilchenförmigen Material und dem spiralförmigen Band verhindert wird und daß irgendeine derartige seitliche Bewegung durch das die Last tragende teilchenförmige Material behindert wird, das gegen diesen Teil des spiralförmigen Bandes anliegt.
Daher kann das spiralförmige Band für die von der Laststützzelle zu tragende Last innerhalb praktischer Grenzen dadurch ausgelegt werden, daß eine bestimmte Anzahl von Windungen des spiralförmigen Bandes ausgewählt wird, und daß sichergestellt wird, daß das Material des spiralförmigen Bandes eine ausreichende Zugfestigkeit auSweist, um eine unerwünschte Dehnung und/oder Verformung zu verhindern.
Die konzentrischen Bänder oder das spiralförmige Band können daher aus irgendeinem eigneten Material bestehen, aus dem auch die Halteplatte gebildet werden kann.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung können diese Bänder zweckmäßigerweise aus einer geeigneten Metallegierung oder aus einem Metall bestehen, wie z.B. Weicheisen oder ähnlichem.
Der Hauptzweck der Halteeinrichtungen besteht darin, das teilchenförmige Material in der Schicht während der Handhabung der Zelle festzuhalten. Die Halteeinrichtungen können daher durch irgendwelche geeigneten Arten von Halteeinrichtungen gebildet sein, die diesen Zweck erfiillen.
Bei einer AusfGhrlngsform der Halteeinrichtungen können diese eine HaltehUlse umfassen, in der die Schicht aus teXchenförmigem Material angeordnet ist.
Hierbei kann die HaltehUlse aus irgendeinem geeigneten Material, wie z.B. aus Kunststofr oder aus gewebtem oder geflochtenem Material oder aus einer Metallegierung oder einem Metall oder ähnlichem bestehen.
Zweckmäßigerweise kann die Haltehülse ebenfalls aus Blech, wie z.B. aus Weicheisenblech bestehen.
Wenn die Halteeinrichtungen eine Haltehülse und eine Halteplatte umfassen, kann die Halteplatte zweckmäßigerweise eine Endwand der Zelle bilden und an der Haltehülse befestigt sein oder einen einstückigen Teil dieser Haltehülse bilden.
Wenn die Halteeinrichtungen eine Haltehülse und ein spiralförmiges Halteband umfassen, kann die äußerste Schleife des spriralförmigen Bandes zweckmäßigerweise an der Haltehülse befestigt sein oder einen einstückigen Teil hiervon bilden.
Wenn die Halteeinrichtungen eine Haltehülse in der beschriebenen Weise umfassen und wenn eine oder beide Flächen der Schicht aus teilchenfClrmigem Material freiliegen, können zusätzliche Halteeinrichtungen an dem oder den freiligenden Enden vorgesehen sein.
Derartige zusätzliche Halteeinrichtungen können durch eine Deckplatte oder eine Bahn aus irgendeinem geeigneten bahnenförmigen Material oder durch eine Klebemittelschicht gebildet sein, die auf die freiliegende Oberfläche der verdichteten Schicht aufgebracht ist. Weiterhin kann ein Bindemittel in dem teilchenförmigen Material zumindest auf der Oberflächenschicht des teilchenförmigen Materials vorgesehensein.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung können die Halteeinrichtungen durch ein Bindemittel gebildet sein, das mit dem teilchenförmigen Material vermischt ist und das teilchenförmige Material unter dem Verdichtungsdruck verbindet.
Es kann irgendein geeignetes Bindemittel verwendet werden, das das teilchenförmige Material in ausreichender Weise binden kann, um dieses teilchenförmige Material während der Handhabung der Zelle an seinem Platz zu halten.
Bei einer Aus führungs form der Erfindung kann das Bindemittel eine geeignete bituminöse Mischungslösung sein.
Bei dieser Ausführungsform kann die bituminöse Mischungslösung durch eine Lösung gebildet sein, die als schlammgebundene bintuminöse Mischungslösung bekannt ist, und die kleine Teilchen einer bituminösen Verbindung aufweist, die in Wasser suspendiert sind.
Bei dieser Ausführungsform ist die bituminöse Mischung nach dem Verdichten des teilchenförmigen Materials bestrebt, die Teilchen während der Handhabung an ihrem Platz zu halten und sie wirkt im Sinne einer Vergrößerung der Widerstandsfähigkeit gegenüber einer seitlichen Verschiebung der Teilchen während der Anwendung.
Wenn eine schlammgebundene bituminöse Mischungslösung verwendet wird, die ungefähr 60 Volumenprozent der bitumindsen Mischung und ungefähr 40 Volumenprozent Wasser enthält, kann der Volumenanteil des Bindemittels zum teilchenförmigen Material zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 5 ffi und ungefähr 20 % liegen.
Bei einem speziellen Beispiel kann dieser Volumenanteil wischen ungefähr 7 und 10 % liegen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Bindemittel die Form eines zementartigen l'aterlals oder die Form eines geeigneten Klebemittels aufweisen.
Bei einem Beispiel dieser Ausführungsform kann das Klebemittel die Form eines kalthärtenden Klebemittels von ein der verschiedenen Arten aufweisen, die zur Verfügung stehen.
Dieses kalthärtende Klebemittel kann beispielsweise die Form eines Klebemittels aus Polyvinylazetat aufweisen. Hierbei kann das Klebemittel beispielsweise auch die Form einer modifizierten synthetischen Harzdispersion mit einer Polyvinylazetatbasis aufweisen.
Typische Klebemittel dieser Art, die im Handel zur Verfügung stehen, sind Klebemittel, die unter den Warenzeichen "Ponaln und "Alcolin" vertrieben werden.
Der Volumenanteil des kalthärtenden Klebemittels gegenüber dem teilchenförmigen Material kann zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 2 % und ungefahr 10 ß liegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt dieser Volumenanteil des kalthärtenden Klebemittels zwischen ungefähr 2 % und ungefähr 5 %.
Obwohl größere Anteile des Bindemittels verwendet werden können, rührt dies zu einer Vergrößerung der Kosten, ohne daß sich irgendeine beträchtliche Vergrößerung der erforderlichen Halteeigenschaften ergibt. Weiterhin kann ei einer übermäßigen Verwendung des Bindemittels die Wirkung aurtreten, daß das teilchenförmige Material anfängt zu schwimmen, so daß die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer seitlichen Verschiebung des verdichteten teilchenförmigen Materials verringert wird.
Das teilchenförmige Material kann zweckmäßigerweise einen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, um die Verdichtung zu verbessern.
Obwohl der bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt in Abhängigkeit von der speziellen Art des teilchenförmigen Materials beispielsweise für feinen Sand und für Grubensand veränderlich ist, sollte der Feuchtigkeitsgehalt zweckmäßigerweise zwischen 3 und und ungefähr 8 Volumenprozent liegen.
Die erfindungsgemäße Laststützzelle kann eine Anzahl von gestapelten verdichteten Schichten aus teilchenförmigem Material einschließen, wobei Jeder Schicht eine Halteeinrichtung zugeordnet ist.
Die Schichten können getrennte Schichten sein, die getrennt verdichtet werden, wenn das teilchenförmige Material ein geeignetes Bindemittel einschließt und diese Schichten werden dann miteinander verbunden oder es können die Halteeinrichtungen in Form von Halteplatten verwendet werden, die zwischen benachbarten Schichten angeordnet sind.
Bei dieser letzteren Ausführungsform kann Jede Schicht mit der zugehörigen Halteplatte getrennt verdichtet werden und die getrennten Schichten können dann miteinander verbunden werden. Alternativ können die Halte platten unter Abständen in dem teilchenförmigen Material angeordnet werden, worauf das teilchenförmige Material verdichtet wird.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Widerstandsfähigkeit gegen eine Zusammendrückung der Laststützzelle sowie die Last, die von dieser Laststützzelle getragen werden kann, dadurch geändert werden, daß die Höhe der verschiedenen Schichten und damit die Anzahl der Schichten in einer Zelle geändert wird, und daß die Form und die Art der verwendeten Halteeinrichtungen verändert wird.
Die Laststützzelle kann Aufhängungslaschen aufweisen, um die Handhabung der Zelle zu erleichtern.
Die Aufhängungslaschen können vorzugsweise einen Schaftteil aufweisen, der in das teilcflenförmige Material eingebettet und/oder an den Halteeinrichtungen vor der Verdichtung des telichenföratgen Materials befestigt ist.
Die LaststUtzzelle kann eine geeignete Form aufweisen, um ihre Anwendung und Handhabung zu erleichtern.
So kann die Zelle beispielsweise zylindrisch, im wesentlichen zylindrisch, sich verjUngend oder teilweise verjüngend sein und einen im wesentlichen kreisförmigen, vieleckigen, dreieckigen, kreisringformigen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen.
Wenn die Last8tUtzzelle einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, kann eine Anzahl von Zellen in der gleichen horizontalen Ebene ineinandergesteckt werden, um die Lasttragfähigkeit und den Widerstand gegen eine Zusammendrückung zu vergrößern.
Wenn die Zelle einen im wesentlichen kreisringrörmigen Querschnitt aufweist, wird die seitliche Stabilität der Zelle vergrößert. Weil die Zelle auf diese Weise einen hohlen oder im wesentlichen hohlen Kern aufweist, wird die seitliche Stabilität ohne Vergrößerung der Kosten oder der Masse der Laststützzelle vergrößert.
Die erfindungsgemäße Laststützzelle kann in irgendeiner gewUnschten Größe hergestellt werden. Wenn eine einfache Handhabung der Laststützzelle Jedoch eine wesentliche Forderung darstellt, ist die Größe der Zelle zweckmäßigerweise so, daß sie eine Masse aufweist, die eine einfache Handhabung ermöglicht.
Die Laststützzelle kann mit zusammenpassenden Formen ausgebildet sein, damit entsprechende Zellen miteinander in Eingriff gebracht werden können, wenn sie gestapelt verwendet werden. Zweckmäßigerweise befinden sich komplementäre Paßansätze an den gegenüberliegenden Enden der Zelle.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Stützsäule zur Abstützung einer Last geschaffen, die eine Anzahl von Laststützzellen der vorstehend beschriebenen Art umfaßt, die übereinander gestapelt sind.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Stützsäule zur Abstützung einer Last geschaffen, die einen Stapel von Schichten aus teilchenförmigem Material umfaßt, das unter einem Druck von zumindest 800 kPa verdichtet ist, wobei Jeder SchichtHalteeinrichtungen zugeordnet sind, um eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter einer Belastung zu verhindern und Jede Schicht weist eine Höhe auf, die kleiner als ihre minimale seitliche Abmessung ist.
Die Jeder Schicht zugeordneten Halteeinrichtungen können die Form irgendeiner Art der Halteeinrichtungen aufweisen, die weiter oben beschrieben wurden.
Wenn die Halteeinrichtungen Halte platten sind, können diese Halteplatten so ausgebildet und angeordnet sein, daß sie benachbarte Schichten voneinander trennen.
Wenn die Halteeinrichtungen durch ein spiralförmiges Halteband oder ähnliches gebildet sind, können die Schichten voneinander durch Halteplatten getrennt sein, die zwischen benachbarten Schichten angeordnet sind oder sie können durch das teilchenförmige Material getrennt sein, das ein geeignetes Bindemittel einschließt, wobei die Schichten getrennt verdichtet werden.
Die Schichten können zweckmäßigerweise unter einem Druck von mehr als ungefähr 800 kPa verdichtet werden. Beispielsweise können diese Schichten unter einem Druck von zwischen ungefähr 4000 und ungefähr 16000 kPa verdichtet werden.
Bezüglich der Verhältnisse der Höhen der verschiedenen Schichten zu ihren minimalen seitlichen Abmessungen gelten die weiter oben beschriebenen Erwägungen.
So kann beispielsweise das Verhältnis der Höhe Jeder Schicht zur minimalen seitlichen Abmessung zwischen ungefähr 1:5 und ungefähr 1:10 betragen und es liegt zweckmäßigerweise zwischen ungefähr 1:10 und ungefähr 1:20.
Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß, wenn die Höhe der Stützsäule vergrößert wird, die minimale seitliche Abmessung der Säule vergrößert werden muß, um eine seitliche Stabilität der Stützsäule während ihrer Herstellung und unter der Belastung sicherzustellen.
Die Stützsäule kann an allen Stellen verwendet werden, an denen eine Last abgestützt werden muß.
Die erfindungsgemäße Stützsäule kann beispielsweise vorteilhaft als Grubenstempel verwendet werden, um die hängende Schicht in Gruben abzustützen, weil sie so ausgelegt werden kann, daß sie erhebliche Lasten abstützt und ein annehmbares Ausmaß an Zusammendrückung ergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Laststützzelle zur Abstützung einer Last schließt die Schritte der Fül.
lung einer Schale, die eine Höhe aufweist, die kleiner als ihre minimale seitliche Abmessung ist und eine Grundplatte und eine Haltehülse aufweist, die sich vom Umfang der Grundplatte aus nach oben erstreckt, mit einem teilchenförmigen Material, die Ausbildung von Halteeinrichtungen zum Festhalten des teilchenförmigen Materials in der Schale im verdichteten Material und des Ausübens eines Druckes von zumindest 800 kPa auf das teilchenförmige Material zur Verdichtung dieses Materials in eine Schicht in der Schale ein.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die Halteeinrichtungen durch ein Bindemittel der vorstehend beschriebenen Art gebildet sein, das mit dem teilchenförmigen Material vor der Verdichtung gemischt wird.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung können die Halteeinrichtungen dadurch gebildet werden, daß eine Deckplatte auf das teilchenförmige Material vor der Verdichtung aufgelegt wird, wobei die Deckplatte an der Haltehülse nach der Verdichtung befestigt wird.
Bei einer abgeänderten Ausfuhrungsform der Erfindung kann anstelle der Deckplatte eine umgekehrte Schale vor dem Verdichten auf das teilchenförmige Material aufgelegt werden.
Bei dieser Ausführungsform kann die Anordnung derart gewählt werden, daß bei der Verdichtung die Haltehülse und der herabhängende Mantel der umgekehrten Schale einander überlappen, so daß sie aneinander während oder nach der Verdichtung befestigt werden können.
So kann beispielsweise die Verdichtung in einer geeigneten Preßform erfolgen, die eine kreisringförmige Nut oder eine kreisringförmige Rippe aufweist, die eine Verformung des Mantels und der Hülse in dem Uberlappungsbereich ermöglicht, so daß sich eine feste Verbindung zwischen diesen Teilen ergilt.
Das Verfahren kann den Schritt der Anbringung von Halteeinrichtungen in der Schale einschließen, um eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter Belastung zu verhindern. In dieser Hinsicht ist zu erkennen, daß die Grundplatte der Schale selbst eine Halteplatte der vorstehend beschriebenen Art bildet.
Die Halteeinrichtungen können die Form einer Halteplatte, eines spiralförmigen Haltebandes usw. aufweisen, und sind in dem teilchenförmigen Material eingebettet.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßigerweise ein Verdichtungsdruck von ungefähr 2500 bis ungefähr 8000 kPa ausgeübt.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verdichtungsdruck von zwischen ungefähr 8000 und ungefähr 25000 kPa verwendet.
Das Verhältnis der Höhe der Schale zu ihrer minimalen seitlichen Abmessung kann kleiner als ungefähr 1:5 und zweckmäßigerweise kleiner als ungefähr 1:5 sein.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel kann dieses Verhältnisch zwischen ungefähr 1:6 und ungefähr 1:15 liegen.
Das Verfahren kann den Schritt der Befeuchtung des teilchenförmigen Materials zur Verbesserung der Verdichtung einschließen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann eine Laststützzelle unter Verwendung von Schalen gebildet werden, die Jeweils eine Grundplatte und eine Haltehülse aufweisen, die sich vom Umfang der Grundplatte aus nach oben erstrecken, wobei die Haltehülse geringfügig mit zunehmendem Abstand von der Grundplatte divergiert.
Bei dieser Ausführungsform können die Schalen mit dem teilchenförmigen Material bis zur erforderlichen Höhe gefüllt werden.
Danach kann eine gewttnschte Anzahl von gefüllten Schalen übereinander gestapelt werden. Weil die Haltehülsen divergieren, können die Schalen ineinander eingesteckt werden.
Danach wird eine Deckplatte oder eine umgekehrte Deckschale mit einer Grundplatte und einem herabhängenden Mantel auf die Oberseite des Stapels aufgelegt.
Die gesamte Einheit kann dann in eine geeignete Formpresse mit kreisringförmigen Wülsten an mit axialem Abstand verteilten werden Stellen eingelegt / und die Einheit wird dann einem ausreichendem Druck ausgesetzt, um das teilchenförmige Material in den verschiedenen Schalen zu verdichten.
Während dieses Verdichtungsvorganges überlappt die Haltehülse Jeder Schale einen Teil der Haltehülse der darübergestapelten Schale, während der ltantel der umgekehrten Schale einen Teil der Haltehülse der obersten Schale überlappt.
Bei geeigneter Anordnung der kreisringförmigen Wülste der Form können diese die Haltehülsen und den herabhängenden Manen tel in den Überlappungsbereich/verformen, um diese zu einer einstückigen Zelle zu verbinden.
Dieses Verfahren ergibt eine einfache und wirksame Möglichkeit zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Laststützzelle.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der ortsbeweglichen Laststützzelle entlang der Linie I-I nach Fig. 2; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Laststützzelle nach Fig. 1; Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer Laststützzelle entlang der Linie III-III nach Fig. 4; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Laststützzelle nach Fig. 3; Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Laststützzelle; Fig. 6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der taststützzelle; Fig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Laststützzelle; Fig. 8 eine seitliche Schnittansicht der Laststützzelle nach Fig. 7; Fig. 9 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Stützsäule in Form eines Grubenstempels, der durch Ubereinanderstapeln einer Anzahl von Zellen gebildet ist, wie sie beispielsweise in Fig. 1 gezeiet sind; Fig. 10 eine grafische Darstellung, die die Lasttragfähigkeit und die Zusammendrückung von zwei Stützsäulen zeigt, die durch zwei verschiedene Arten von Laststützzellen gebildet sind, wobei die ausgeübte Belastung in Tonnen gegenüber der prozentualen Zusammendrückung aufgetragen ist.
In den Figuren 1 und 2bs lchnet die Bezugsziffer 10.1 allgemein eine Ausführungsform der ortsbeweglichen Laststützzelle zur Abstützung einer Last. Die Laststützzelle 10.1 umfaßt drei gestapelte verdichtete getrennte Schichten 12.1 aus teilchenförmigem Material in Form von Grubensand, das in einer Schale 14.1 angeordnet ist.
Die Schale 14.1 umfaßt eine Grundplatte 16.1 und eine Haltehülse 18.1, die sich vom Umfang der Grundplatte 16.1 aus nach oben erstreckt.
Die Schale 14.1 ist aus Weicheisenblech vom Typ 22 mit Hilfe eines Preßvorganges hergestellt, so daß die Grundplatte 16.1 und die Haltehülse 18.1 einstückig ausgebildet sind.
Die Laststützzelle umfaßt weiterhin Halteeinrichtungen in Form von zwei Halteplatten 20.1, die zwischen den verdichteten Schichten 12.1 angeordnet sind, um eine seitliche Verschiebung des Grubensandes in den verdichteten Schichten 12.1 unter der von der Laststützzelle 10.1 getragenen Last zu verhindern.
Die Grundplatte 16.1 wirkt in der gleichen Weise wie die Halteplatten 20.1 und bildet daher zusammen mit den Halteplatten 20.1 Halteeinrichtungen für die Laststützzelle 10.1.
Die Laststützzelle 10.1 schließt weiterhin Halteeinrichtungen zum Festhalten des Grubensandes an seinem Platz in den Schichten 12.1 während der Handhabung der Laststützzelle 10.1 ein.
Diese Halteeinrichtungen werden teilweise durch die Haltehülse 18.1 und teilweise durch eine Haltedeckplatte 22.1 gebildet, die an der Haltehülse 18.1 befestigt ist.
Die Haltedeckplatte 22.1 und die Halteplatten 20.1 sind aus Weicheisenblech vom Typ 26 gebildet.
Zur Herstellung der Laststützzelle 10.1 wird eine erste Schicht von Grubensand gleichmäßig in der Schale 14.1 ausgebreitet, worauf die Halteplatte 20.1 auf die Oberseite der Schicht gelegt wird. Danach wird eine weitere Schicht von Grubensand gleichmäßig auf der Halteplatte verteilt und eine weitere Halteplatte 20.1 wird auf diese Schicht aufgelegt. Danach wird eine abschließende Schicht von Grubensand gleichförmig auf der obersten Halteplatte 20.1 verteilt und die Haltedeckplatte 22.1 wird über diese Schicht gelegt.
Danach wird ein Verdichtungsdruck von ungefähr 12000 kPa auf die Haltedeckplatte 22.1 ausgeübt, um den Grubensand in der Schalte 14.1 in drei verdichtete chichten 12.1 zu verdichten.
Nach der Verdichtung werden die freien Kanten 24.1 der Haltehülse 18.1 über die Haltedeckplatte 22.1 umgebördelt um diese fest an ihrem Platz zu halten.
Die Verdichtung des Grubensandes erfolgt zweckmäßigerweise in einer geeigneten Presse, wobei der Pressenkopr der Presse eine geeignete Form aufweist, um eine Paßbuchse 26.1 und Nuten 28.1 in der Haltedeckplatte 22.1 auszubilden.
Die Nuten 28.1 dienen zur Verstärkung und Versteifung der Haltedeckplatte 22.1. Sie dienen weiterhin zur Begrenzung und Verhinderung einer seitlichen Bewegung des Grubensandes in der obersten Schicht 12.1 während einer rauhen Behandlung der Laststtltzzelle 10.1.
Während der Herstellung der Schalen 14.1 wurde ein Paßzapren 30.1 in der Grundplatte 16.1 ausgebildet.
Der Paßzapfen 30.1 weist eine komplementäre Form zu der Paßbuchse 26.1 auf, so daß die Stapelung entsprechender Laststützzellen 10.1 zur Bildung einer Stützsäule erleichtert wird.
Obwohl die Nuten 28.1 in Fig. 2 so dargestellt sind, als ob sie eine allgemein dreieckförmige Form aufweisen, ist zu erkennen, daß die Nuten in irgendeiner gewünschten Form ausgebildet sein können. So können sie beispielsweise in Kleeblattform, in Form eines Sternes oder ähnlichem ausgebildet sein.
Während der Herstellung der Laststützzelle 10.1 wird eine Aufhängungslasche 32.1 mit einem Schartteil 34.1 und einem Hülsenteil 36.1 so an seinem Platz befestigt, daß der Schaftteil 34.1 in dem Grubensand eingebettet ist und der Hülsenteil 36.1 gegen die obere Oberfläche der Haltedeckplatte 22.1 anliegt.
Nach der Verdichtung des Grubensands in der Schale 14.1 ist der Schaftteil 34.1 fest in der Laststützzelle 10.1 Sestgelegt.
Wenn daher die Zelle 10.1 befördert werden soll, kann der Hülsenteil 36.1 von der Haltedeckplatte 22.1 fortbewegt und zur Aufhängurgder Zelle 10.1 verwendet werden.
Der Hülsenteil kann vorzugsweise aus einem eine hohe Zugfestigkeit aufweisenden Draht Nr. 16 hergestellt sein.
Die Laststützzelle 10.1 weist einen Durchmesser von 400 mm und eine Höhe von ungefähr 75 mm auf. Jede Schicht 12.1 weist daher eine Höhe von ungefähr 25 mm auf.
Das Verhältnis der Höhe zur minimalen seitlichen Abmessung der Zelle 10.1 beträgt daher 1:5 während das Verhältnis der Höhe zur minimalen seitlichen Abmessung Jeder Schicht 12.1 ungefähr 1:16 beträgt.
Um die Verdichtung des Grubensandes in der Zelle 10.1 zu verbessern, wurde der Grubensand vor der Verdichtung mit Wasser bereuchtet, wobei das Wasser-/Sand-Verhältnis ungefähr 5 Volumenprozent beträgt.
Die Zelle 10.1 weist eine Masse von ungefähr 20 kg aur, was niedrig genug ist, um eine einfache Handhabung dieser Zelle zu ermöglichen.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß eine Anzahl von entsprechenden Zellen 10.1 in einfacher Weise übereinandergestapelt werden konnte, um eine Stützsäule zur Verwendung als Grubenstempel zu bilden und daß diese Säule eine ausreichende seitliche Stabilität aufwies, selbst wenn 13 Zellen übereinander gestapelt wurden, um eine Säule mit einer Höhe von ungefähr 1 m zu bilden.
Um die Zelle 10.1 zur Verwendung als Grubenstempel noch mehr geeignet zu machen, kann sie mit einer Höhe von 90 mm ausgebildet werden, so daß Jede Schicht eine Höhe von ungefähr 50 mm aufweist. Eine derartige Zelle würde eine Masse von ungefähr 25 kg aufweisen, so daß ihre Handhabung einfach ist. Ein Übereinanderstapeln von 11 derartigen Zellen würde eine Stützsäule mit einer Höhe von ungefähr 1 m ergeben.
In den Figuren 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Laststützzelle dargestellt, die allgemein mit 10.2 bezeichnet ist.
Entsprechende Teile der Zelle 10.1, die denen der Zelle 10.1 entsprechen, sind mit entsprechenden Bezugsziffern versehen, Jedoch mit der Ausnahme, daß die Endung n .2" anstelle der Endung n .1" verwendet wurde.
Die Zelle 10.2 weist eine Schale 14.2 auf, die der Schale 14.1 der Zelle 10.1 entspricht.
Die Schale 14.2 weist daher eine Grundplatte 16.2 und eine Haltehülse 18.2 auf, die sich einstückig von der Grundplatte 16.2 aus erstreckt.
Die Schale 14.2 ist in der gleichen Weise ausgebildet, wie die Schale 14.1 und zwar aus Weicheisen Nr. 22.
Die Zelle 10.2 weist Halteeinrichtungen auf, die von denen der Zelle 10.1 abweichen.
Diese Halteeinrichtungen umfassen ein spiralförmiges Halteband 20.2, das sich innerhalb der Schale 14.2 befindet und deren äußere Windung 21 mit kreisförmigem Querschnitt an der Haltehülse 18.2 befestigt ist.
Wie im Fall der Zelle 10.1 bildet die Grundplatte 16.2 Jedoch in begrenzterem Ausmaß eine Halteplatte, um eine seitliche Bewegung des teilchenförmigen Materials in der Zelle 10.2 bei Auftreten einer Belastung zu verhindern.
Weiterhin weist die Zelle 10.2 wie im Fall der Zelle 10.1 eine Aufhängungslasche )2.2 auf, die einen Schaftteil 34.2 und einen Usenteil 36.2 umfaßt.
Die Aufhängungslasche 32.2 weist einen Schaftteil 34.2 auf, der durch geeignete Öffnungen in der Hülse 18.2 und der äußeren Windung des spiralförmigen Bandes 20.2 geführt ist und der in der Zelle 10.2 nach der Verdichtung des teilchenförmigen Materials festgelegt ist, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Bei der Herstellung der Zelle 10.2 wird die Schale 14.2, in der das spiralförmige Band 20.2 angeordnet ist und in der die Aurhängungslasche 32.2 an ihren Platebracht ist, mit einem teilchenförmigen Material gefUllt, das Grubensand ist, dem ungefähr 10 Volumenprozent eines Bindemittels zugemischt wurden.
Das Bindemittel ist eine schlammgebundene bituminöse Mischungslösung in Form von sehr kleinen bituminösen Mischungspartikeln, die in Wasser suspendiert sind. Die Lösung wird durch ungefähr 60 Volumenprozente der bituminösen Mischung und ungefähr 40 Volumenprozent Wasser gebildet.
Die teilchenförmige Materialmischung wird in der Schale 14.2 durch Ausüben eines Verdichtlmgsdruckes von ungefähr 8000 bis 12000 kPa in einer geeigneten Presse verdichtet.
Der Pressenkopf der Presse ist auf seiner Stirnfläche mit einem elastisch zusammendrückbaren Gummikissen versehen.
Das Gummikissen gleicht Unebenheiten aus, die sich in dem teilchenförmigen Material während der Verdichtung ergeben und nach der Verdichtung kann überschüssiges teilchenförmiges Material abgeschabt werden, um die obere Oberfläche der Zelle 10.2 einzuebnen.
Unter dem Verdichtungsdruck bindet die bituminöse Mischung die Sandteilchen, so daß die Teilchen in ausreichender Weise in der Zelle 10.2 festgehalten werden um die Handhabung dieser Zelle zu ermöglichen.
Die Halteeinrichtungen der Zelle 10.2 werden daher durch die in den Grubensand eingerugte bituminöse Mischung und durch die Haltehtilse 18.2 gebildet.
Untersuchungen haben gezeigt, daß die Zelle 10.2 gegebenenfalls eine geringere LasttragrShlgkelt als die Zelle 10.1 aufweist und daß die Zelle 10.1 ein geringfligig größeres Ausmaß an ZusammendrUckung als die Zelle 10.1 aufweist.
Die Zelle 10.2 ist Jedoch billiger als die Zelle 10.1 und sie kann daher zweckmäßigerweise verwendet werden, wenn eine geringere Lasttragfähigkeit erforderlich ist.
In Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 10.3 allgemein eine weitere Ausführungsform der Laststützzelle.
Diese Zelle 10.3 entspricht allgemein der Zelle 10.1 und entsprechende Teile wurden daher durch entsprechende Bezugsziffern bezeichnet, Jedoch mit der Ausnahme, daß die Endung ".3" anstelle der Endung ".ln verwendet wird.
Die Zelle 10.3 weist vier Halteplatten 20.3 und drei verdichtete Schichten 12.3 aus teilchenförmigem Material auf, das unter einem Verdichtungsdruck von ungefähr 8000 bis 12000 kPa verdichtet wurde.
Das teilchenförmige Material ist durch Grubensand gebildet, dem ungefähr 2 Volumenprozent eines Klebemittels in Form einer modifizierten Kunstharzdispersion mit einer Polyvinylazetatbasis zugemischt wurden.
Die Zelle 10.3 wird durch Verdichtung in einer geeigneten Form gebildet und nach der Verdichtung stellt das Klebemittel sicher, daß das verdichtete teilchenförmige Material in den Schichten 12.3 in sich und mit den Halteplatten 20.3 verklebt ist.
Nach der Verdichtung wird ein Uberzug aus Grubensand, dem ungefähr 20 Volumenprozente des oben erwähnten Klebemittels hinzugemischt sind, als Uberzug 38 um den zylindrischen Umfang der Zelle 10.3 aufgebracht.
Sobald der Uberzug 38 ausgehärtet ist, dient er als Halteeinrichtung zum Festhalten des teilchenförmigen Materials in der Zelle 10.3 während der normalen Handhabung dieser Zelle.
Um das Anhaften des Uberzugs 38 an den äußersten Halteplatten 20.3 zu verbessern, sind diese beiden Platten mit ihren Umfangskanten nach innen in Richtung auf das Innere der Zelle 10.3 umgebogen, wie dies in der Zeichnung zu erkennen ist.
Die Zelle 10.3 kann eine Aufhängungslasche aufweisen, wie dies weiter oben beschrieben wurde, wobei diese Aufhängungslasche zweckmäßigerweise mit einer der inneren Halteplatten 20.3 verbunden ist.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform der Laststützzelle gezeigt, die allgemein mit 10.4 bezeichnet ist.
Die Zelle 10.4 entspricht allgemein der Zelle 10.2, Jedoch mit der Ausnahme, daß das teilchenförmige Material in zwei getrennten verdichteten Schichten 12.4 angeordnet ist, wobei die Schichten 12.4 mit Hilfe einer Halteplatte 20.4 getrennt sind.
In Jede Schicht 12.4 ist ein spiralförmiges Band 20.5 eingebettet.
Wie es aus den Figuren 7 und 8 zu erkennen ist, bezeichnet die Bezugsziffer 10.7 allgemein eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Laststützzelle.
Die Zelle 10.7 entspricht allgemein der Zelle 10.1, Jedoch sie mit der Ausnahme, daßVeine kreisringförmige Form in Draufsicht aufweist und damit einen hohlen Mittelkern 40 hat.
Die Zelle 10.7 weist eine kreisringförmige Schale 14.7 mit einer kreisringförmigen Grundplatte 16.7 und kreisringförmigen Haltehülsen 18.7 auf.
Die Zelle 10.7 weist kreisringförmige Halteplatten 20.7, eine kreisringförmige Haltedeckplatte 22.7 und drei kreisringförmige verdichtete Schichten aus Grubensand 12.7 auf.
Die Lasttragabschnitte der Zelle 10.7 sind in einem kreisringförmigen Band angeordnet, so daß die seitliche Stabilität der Zelle ohne wesentliche Vergrößerung der Kosten oder Masse der Zelle 10.7 vergrößert ist.
Es ist zu erkennen, daß, wie dies weiter oben anhand der Figuren 3 und 4 der Zeichnungen beschrieben wurde, anstelle der Halteplatten 20.7 ein spiralförmiges Band in der kreisringförmigen Schale 14.7 vorgesehen sein kann.
In Fig. 9 bezeichnet die Bezugsziffer 42 allgemein eine Stützsäule in Form eines Grubenstempels.
Die Stützsäule 42 ruht auf einer Bodenwand 44 in einer Grube und stützt eine hängende Schicht 46 ab.
Die Stützsäule 42 ist durch Übereinanderstapeln von elf Zellen 10.9 übereinander gebildet.
Jede Zelle 10.9 entspricht der Zelle 10.1 nach den Figuren 1 und 2, jedoch mit der Ausnahme, daß jede Zelle 10.9 einen Durchmesser von 390 mm und eine Höhe von 90 mm aufweist und drei verdichtete getrennte Schichten aus Grubensand jeweils mit einer Höhe von ungefähr 30 mm enthält.
Die Stützsäule 42 weist daher eine Höhe von ungefähr 1 m auf.
Um eine Einstellung der Höhe der Stützsäule 42 derart zu ermöglichen, daß diese relativ fest zwischen die hängende Schicht 46 und die Bodenwand 44 paßt, ist eine Ausgleichszelle 10.10 auf die Oberseite der Säule 42 aufgestapelt.
Die Ausgleichszelle 10.10 weist eine Schale 14.9 auf, die eine einzige verdichtete Schicht aus teilchenförmigem Material enthält.
Das teilchenförmige Material weist entweder die Form von Grubensand mit einem Bindemittel zum Festhalten des teilchenförmigen Materials in der Schale 14.9 auf oder es ist eine Halteplatte auf dieser Schale angeordnet, um den Grubensand in der Schale 14.9 festzuhalten.
Zweckmäßigerweise können Ausgleichszellen mit einem geeigneten Bereich von Höhen vorgesehen sein. So kann eine Ausgleichszelle mit einer passenden Höhe ausgewählt werden, um den Spalt zwischen der oberen Oberfläche einer aufgerichteten Stützsäule und der hängenden Schicht 46 ausgewählt werden.
Wenn der Spalt nicht groß genug ist, um das Einsetzen einer weiteren Zelle 10.9 zu ermöglichen, können mehrere Ausgleichszellen mit geeigneten Höhe übereinander gestapelt werden, um den Spalt auszufüllen.
Wenn dies erwünscht ist, können Keile oder ähnliches auf die Säule 42 aufgesetzt werden, und zwar lediglich, um diese Säule 42 stabil zu halten, bis die hängende Schicht abgesackt ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Ausmaß der Zusammendrückung unter einer Belastung und die Lasttragfähigkeit der Zellen innerhalb annehmbarer Grenzen dadurch eingestellt werden kann, daß der Verdichtungsdruck, der ausgeübt wird, um das teilchenförmige Material zu verdichten, geändert wird, oder daß die Zugfestigkeit, Form und Anzahl der Halteeinrichtungen erändert wird, oder daß die Art und Zusammensetzung des teilohenförnigen Materials geändert wird oder daß schließlich das Verhältnis der Höhe zur seitlichen Abmessung der Zelle geändert wird.
Durch die beschriebene Ausgestaltung der LaststUtzzellen ergibt sich der Vorteil, daß die Rauptftnktion der Halteeinrichtungen darin besteht, das teilohenförige Material während der Handhabung der LagtstUtzzellen an ihre. Platz in den Schichten zu halten und daß die Iasttragflhigkeit und die Widerstandsfähigkeit gegen eine Zusammendrückung unter einer Belastung von dem Schtlttwinkel des verdichteten teilchenförmigen Materials und der Haltetirkung der Halteeinrichtungen abhingt, die eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen Materials verhindern. Daher ist, wenn die Laststützzellen während ihrer Verwendung unter Belastung stehen, der Beitrag der Haltehulsen vernachlässigbar und die Lasttragfähigkeit der Zellen wird nicht in ungünstiger Weise durch Korrosion oder Beschädigung der Haltehülsen beeinträchtigt.
In Fig. zeigen die Diagramme Ergebnisse, die erzielt wurden, wenn zwei StUtzsäulen, die aus den beschriebenen gestapelten Zellen gebildet wurden, in einer Presse untersucht wurden, die eine maximale Leistung von 940 Tonnen aufweist.
Die mit der ersten Stützsäule erzielten Ergebnisse sind durch die mit ausgezogenen Linien dargestellte Kurve dargestellt, während die für eine zweite Stützsäule erzielten Ergebnisse durch eine strichpunktierte Linie dargestellt sind.
FUr die erste Stützsäule wurden 13 Zellen verwendet, die genau den Zellen 10.1 nach den Figuren 1 und 2 entsprachen.
Diese Zellen wurden gestapelt, um eine ursprüngliche Säule höhe von g74 mm zu erzielen.
Der Grubensand in jeder Zelle wurde unter einem Verdichtungsdruck von 12000 kPa verdichtet.
Für die zweite Stützsäule wurden 13 Zellen verwendet, die im wesentlichen der Zelle 10.1 nach den Figuren 1 und 2 entsprachen, jedoch mit der Ausnahme, daß Jede Zelle sieben Halteplatten 20.1 anstelle der zwei Halteplatten der Zelle 10.1 aufwies.
Jede Zelle hatte eine Höhe von etwas mehr als 70 mm, so daß sich eine ursprüngliche Säulenhöhe von 940 mm ergab.
Bei der Herstellung dieser Zellen wurde der Grubensand unter einem Verdichtungsdruck von 20000 kPa verdichtet.
Es ist aus der mit durchgezogenen Linien dargestellten Kurve zu erkennen, daß die erste Stützsäule ausfiel, wenn die Last einen Wert von 795 Tonnen erreichte. An dieser Stelle betrug die Zusammendrückung der ersten Stützsäule ungefähr 32 %.
Nach Ausfall der ersten Säule vergrößerte sich die Zusammendrückung etwas weiter, doch behielt diese erste Säule eine restliche Lasttragfähigkeit von mehr als 200 Tonnen (dies ist nicht in der grafischen Darstellung gezeigt.) Bei weiteren Untersuchungen, die mit einer der ersten StUtzsäule entsprechenden Säule durchgeführt wurden, wurde festgestellt, daß, wenn die Last langsamer aufgebracht wird, das Ausmaß der Zusammendrückung beträchtlich verringert wird.
Im Fall der Untersuchungen, deren Ergebnisse durch die durchgezogene Linie in der grafischen Darstellung dargestellt sind, wurde die Last über eine Periode von ungefähr 10 Minuten aufgebracht.
Bei anderen ähnlichen Untersuchungen wurde festgestellt, daß bei einer aufgebrachten Last von 500 Tonnen das Ausmaß der Zusammendrilokung lediglich 11 bis 12 % betrug.
Im Fall der zweiten Stützsäule zeigte diese Stützsäule keine Zeichen eines Ausfalls, wenn die maximale Leistung der Presse, d.h. 940 Tonnen erreicht wurde.
Bei dieser maximalen Belastung betrug die Zusammendrückung weniger als 18 %. Bei einer Belastung von 500 t betrug die Zusammendrückung weniger als 7 %.
Die in der grafischen Darstellung dargestellten Ergebnisse zeigen nicht nur die Lasttragfähigkeit einiger Stützsaulen, die durch die erfindungsgemäßen Laststützzellen aufgebaut sind, sondern sie zeigen auch, wie die Lasttragfähigkeit und das Ausmaß der Zusammendrückung in einfacher Weise dadurch geändert werden kann, daß die verwendete Anzahl der Halteplatten und damit die Höhe der verdichteten Schichten aus Grubensand geändert wird.

Claims

Patentansprüche: 0Ortsbewegliche LaststUtzzelle zur Abstützung einer Last, g e k e n n z e i c h n e t durch zumindest eine verdichtete Schicht (12.1) aus teilchenförmigem Material, die unter einem Druck von zumindest ungefähr 800 kPa verdichtet ist und eine Höhe aufweist, die kleiner als die minimale seitliche Abmessung ist, Halteeinrichtungen (20.1s 20.3, 20.4, 20.7) zum Festhalten des teilchenförmigen Materials in der Schicht und mit der Schicht verbundene Halteeinrichtungen (20.2, 20.5) zur Verhinderung einer seitlichen Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter der Einwirkung der Last.
2. Laststützzelle nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die verdichtete Schicht eine Schicht ist, die unter einem Druck von zumindest ungefähr 2500 bis ungefähr 4000 kPa verdichtet ist.
3. Laststützzelle nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die verdichtete Schicht eine Schicht ist, die unter einem Druck von zwischen 8000 und ungefähr 25000 kPa verdichtet ist.
4. Laststützzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Höhe der Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Erstreckung kleiner als ungefähr 1:3 beträgt.
5. Laststützzelle nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Höhe der Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Erstreckung zwischen ungef'ähr 1:5 und ungefähr 1:10 liegt.
6. Laststützzelle nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Höhe der Schicht zur minimalen sei lichten Erstreckung zwischen ungefähr 1:5 und ungefähr 1:40 liegt.
7. Laststützzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k en n z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen zumindest eine Halteplatte (20.1, 20.3, 20.4, 20.7) umfassen, die sich quer zur Höhe der Schicht erstreckt.
8. Laststiitzzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen eine Anzahl von konzentrischen mit radialem Abstand angeordneten ilaltebändern (20.2, 20.5) umfassen, die in die Schicht eingebettet sind.
9. Laststützzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen ein spiralförmiges in die Schicht eingebettetes Halteband (20.2) einschließen.
10. Laststützzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen eine Haltehülse einschlieBen, in der sich die Schicht befindet.
11. Laststützzelle nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen zumindest eine Halteplatte (22.1) einschließen, die eine Endwand der Zelle (10.1) bildet und die an der HaBEhülse (16.1) befestigt ist.
12. Laststützzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Walte@inrichtungen weiterhin durch ein Bindemittel gebildet sind, das mit dem teilchenförmigen Material gemischt ist und das teilchenförmige Material unter dem Verdichtungsdruck verbindet.
13. Laststiltzzelle nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Bindemittel durch eine bituminöse zusammengesetzte Lösung gebildet ist.
i4. Laststützzelle nach Anspruch 13, dadurch g e 1 e n r -z e i c h n e t , daß das Bindemittel durch eine in wasser suspendierte schlammgebundene bintuminöse Mischung gebildet ist.
15. Laststützzelle nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Volumenanteil des Bindemittels zum teilchenförmigen Material zwischen 5 ß und ungefähr 20 ß liegt.
16. LaststUtzzelle nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Bindemittel durch ein kalthärtendes Klebemittel gebildet ist.
17. Laststützzelle nach Anspruch 16, dadurch g zu e k c n n -z e i c h n e t , daß der Volumenanteil des Bindemittels an dem teilchenförmigen material zwischen ungefähr 2 $ und ungefähr 10 % liegt.
18. Laststützzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß die Halteeinrichtungen eine Klebemittelabdeckschicht einschließen, die auf die Umfangsbereiche der Schicht aus teilchenförmigem Material aufgebracht ist.
1£. Laststützelle nach einem (1er vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k k e n n z e i c h n e t , daß das teilchenförmige Material einen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, um die Verdichtung zu verbessern.
20. Laststützzelle nach Anspruch lcj, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Feuchtigkeitsgehalt; zwischen ungefähr 3 und ungefähr 8 Volumenprozent liegt.
21. Laststützzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie eine Anzahl von übereinander gestapelten verdichteten Schichten (12.1, 12.3, 12.4) aus teilchenförmigem Material einschließt, und daß Jeder Schicht Halteeinrichtungen zugeordnet sind.
22. Laststützzelle nch Anspruch 21, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen eine Anzahl von Halteplatten (20.1, 20.3, 20.4, 20.7) einschließen und daß die Halteplatten zwischen benachbarten Schichten angeordnet sind.
23. Laststützzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Aufhängelaschen (32.1, )2.2) zum Aufhängen der Zellewihrend ihrer Handhabung vorgesehen sind.
24. Stützsäule zum Abstützen einer Last, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie durch eine Vielzahl von Laststützzellen nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist, die übereinander gestapelt sind.
25. Stützsäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie durch einen Stapel von Schichten aus teilchenförmigem Material gebildet ist, das unter einem Druck von zumindest ungefähr 800 kPa verdichtet ist, daß Jeder Schicht Halteeinrichtungen zugeordnet sind, die eine seitliche Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter der Belastung verhindern und daß Jede Schicht eine Höhe aufweist, die kleiner als ihre minimale seitliche Erstreckung ist.
26. Stützsäule nach Anspruch 25, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Halteeinrichtungen durch eine 3.eder Schicht zugeordnete Halteplatte gebildet sind.
27. Stützsäule nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c Ii -n e t , daß die Halte platte Jeder Schicht die Schicht von einer benachbarten Schicht trennt.
28. Stützsäule nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Halteeinrichtungen ein spiralförmiges Halteband einschließen, das in Jede Schicht eingebettet ist und daß Jedes spiralförmiges Halteband eine Höhe aufweist, die im wesentlichen der Höhe der Schicht, in es eingebettet ist, entspricht.
29. Stützsäule nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schichten unter einem Druck von zwischen 8000 und ungefähr 16000 kPa verdichtet sind.
50. Stützsäule nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Höhe Jeder Schicht zu ihrer minimalen seitlichen Erstreckung zwischen ungefähr 1:10 und ungefähr 1:20 liegt.
51. Verrahren zur Herstellung einer Laststützzelle zum Stützen einer Last, g e k e n n z e i c h n e t durch die Schritte des Füllens einer Schale, die eine Höhe aufweist, die kleiner als ihre minimale seitliche Erstreckung ist und die eine Grundplatte und eine sich von dem Umfang der Grundplatte aus nach oben erstreckende Haltehülse aufweist, mit teilchenförmigem Material, des Einbringens von Halteeinrichtunfren zum Festhalten des teilchenförmigen Pdaterials, wenn dies in der Schale verdichtet wird und des Äusübens eines druckes von zumindest ungefähr 800 kPa auf das teilchenförmige Material, um dies in der Schale in eine Schicht zu verdichten
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Ilalteeinrichtungen durch ein Bindemittel gebildet sind, das mit dem teilchenförmigen Material vor dem Verdichten gemischt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Halteeinrichtungen durch Auflegen einer Deckplatte oder Deckschale auf das teilchenförmige Material vor dem Verdichten gebildet werden und daß die Deckplatte oder Deckschale an der Haltehülse nach dem Verdichten befestigt wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, g e k e n n -z e i c h n e t durch den Schritt des Einbringens von Halteeinrichtungen in der Schale zur Verhinderung einer seitlichen Verschiebung des teilchenförmigen Materials unter der Einwirkung der Last.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Halteeinrichtungen durch zumindest eine Halteplatte gebildet werden, die in das teilchenförmige Material eingelegt wird, um das verdichtete teilchenförmige Material in gestapelte Schichten zu unterteilen.
36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die 'Xalteeinrichtungen mindestens ein spiralförmiges Halteband einschließen, das in das teilchenförmige Material eingebettet ist.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 36, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Druck von zwischen ungefähr 2500 und ungefähr 8000 kPa ausgeübt wird, um das teilchenförmige Material zu verdichten.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 36, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Druck von zwischen ungefähr 8000 und ungefähr 25000 kPa ausgeübt wird, um das teilchenförmige Material zu verdichten.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 58, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Höhe der Schale zu ihrer minimalen seitlichen Erstreckung kleiner als ungefähr 1:5 ist.
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t ,daß das Verhältnis keiner als 1:5 ist.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Verhältnis zwischen ungefähr 1:6 und ungefähr 1:15 liegt.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 41, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß es den Schritt der Befeuchtung des teilchenförmigen Materials zur Verbesserung der Verdichtung dieses Materials einschließt.