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Kreisrunder Schachtdeckel
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aus Gußeisen und Beton Beschreibung Die Erfindung betrifft einen kreisrunden
Schachtdeckel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei bekannten und in der Praxis viel verwendeten Schachtdeckelkonstruktionen
dieser Art ist der die Betonfüllung um-5 gebende Kragen als ein massiver, nach außen
auskragender Auflagering ausgebildet, der bei Belastung des Deckels die Auflagekräfte
und die Zug- bzw. Druckspannungen in Umfangsrichtung aufnimmt. Die ringförmige Auflagefläche
liegt zur Gänze außerhalb des maximalen Innendurchmessers der Schale.
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Schachtdeckel für Fahrbahnen u. dgl. müssen eine bestimmte vorgeschriebene
Belastbarkeit haben, die in DIN 1229 genormt ist, und werden entsprechend der Delastbarkeit
in Klassen eingeordnet. Z.B. muß ein Schachtdeckel der Klasse D einer Belastung
von 400 Ei (40 t) standhalten. Es ist seit langem das Bestreben der Konstrukteure,
zwecks Einsparung von Materialkosten den Anteil an Gußeisen an derartigen Schachtdeckeln
zu verringern und durch den billigeren Werkstoff Beton zu ersetzen, ohne die Festigkeit
zu beeinträchtigen. Bekannte Lösungsversuche in dieser Richtung bestanden hauptsächlich
in der Anbringung von Versteifungsrippen, die sich einerseits radial durch die Mulde
der gußeisernen Schale erstrecken und/ oder den Auflagering an seiner Unterseite
mit den Flanken des Schalenbodens verbinden. Z.B. konnte mit einer aus CH-PS 369
076 bekannten derartigen Konstruktion bei einem Deckel mit 600 mm Spannweite und
einer Nennbelastung von 40 t eine Herabsetzung des Gußeisengewichtes von 70 kg auf
58 kg erreicht werden. Auch bei einem aus FR-PS 1 080 858 bekannten Deckel aus Gußeisen
und Aceton sind in voller Höhe die Schalenmulde durchquerende Versteifungsrippen
vorgesehen. Bei allen bekannten Deckelkonstruktionen ist aber der Gußeisenanteil
immer noch relativ groß.
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Eine noch weitergehende Verringerung des Gußeisenanteils konnte in
jüngster Zeit erreicht werden durch die Verwendung von speziellem Gußeisenmaterial
wie Kugelgraphitguß (Sphäro-Guß) oder Meehanite-Guß. Dies bedeutet Jedoch den Einsatz
teurer Werkstoffe und Herstellungsverfahren, so daß insgesamt kein Kostenvorteil
erzielt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, durch optimale b'ormgebung des Deckels
bei Verwendung konventioneller Werkstoffe eine erhebliche Verringerung des Gußeisenanteils
des Deckels ohne einbuße an Festigkeit zu erzielen.
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Die im Anspruch 1 gekennzeichnete Lösung dieser Aufgabe ermöglicht
es, sowohl bei der wandstärke des Schalenbodens wie auch vor allem im Bereich des
äußeren Kragens und der Auflage.fläche erhebliche Einsparungen an Gußeisen vorzunehmen.
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Es konnte überraschenderweise z.B. für einen Deckel der Klasse D mit
Nenndurchmesser 60G mm das Gußeisengewicht von bisher optimal 53 kg auf nur noch
30 kg gesenkt werden, also fast auf die Hälfte des bisherigen Wertes. Dabei kann
auf die Schalenmulde durchquerende Versteifungsrippen völlig verzichtet wercen,
was einerseits ebenfalls zur Verringerung des Gußgewichtes beiträgt und andererseits
die Unterbringung von mehr Betonvolumen ermöglicht, was für den notwendigen Gewichtsausgleich
zur Erreichung eines gewünschten Gesamtgewichtes des Deckels erforderlich ist. Hierzu
trägt auch die bis zum Übergang in den äußeren Kragen gleichbleibend sphärische
Krümmung des Schalenbodens bei, die ein größtmögliches Verhältnis zwischen dem Volumen
der Schalenmulde und dem Gewicht der Schale ergibt.
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Ein Schechtdeckel, bei dem der äußere Kragen nur etwa gleiche Wandstärke
wie der Schalenboden hat und die Auflagefläche sich teilweise bereits unter dem
Schalenboden befindet, ist
zwar aus Fk-PS 1 080 850 bekannt. Die
Festigkeit dieses Deckels wird jedoch durch zahlreiche, über die volle Breite und
höhe der Schalenmulde verlaufende Versteifungsrippen gewährleistet, während der
Übergangsbereich zwischen Schalenboden und Auflagefläche durch scharfe Krümmungsknicke
festigkeitsmäßig nicht optimal gestaltet ist.
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Weitere vorteilhafte Merkmale unn Ausgestaltungen der ErfindunOr
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ausführungsformen der Erfinaung werden anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt die Hälfte eines Schachtdeckels üblicher
Bauart mit teilweise entfernter Betonfüllung.
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Fig. 2 und 3 zeilen in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 zwei Ausführungsformen
des Schachtdeckels nach der erfindung.
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Fig. 4 zeigt in Draufsicht einen Randbereich der Ausführungsform
nach Fig. 3.
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Fig. 5 und 6 zeigen im Schnitt und in Draufsicht eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schachtdeckels.
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Der in Fig. 1 gezeigte Schachtdeckel nach dem Stand der Technik hat
eine gußeiserne Schale 1 und eine diese ausfüllende, mit deren Oberkante bündige
Betonfüllung 2. Die Schale 1 ist frei von Innenrippen und ihr Schalenboden 3 verläuft
im mittleren Bereich flach und ist im Randbereich mit zunehmender Krümmung nach
oben gezogen und geht in einen massiven Kragen 4 über, der die radial äußere Begrenzung
des Deckels bildet und einen massiven Auflagering darstellt, an dessen Unterseite
die ebene Auflagefläche 5 angeformt ist, mit der sich der Deckel auf eine entsprechende
Schulter 6 eines im übrigen nicht dargestellten Rahmens abstützt. Der Innendurchmesser
D dieser Schulter definiert den Nenndurchmesser oder die Spannweite des Deckels.
Die Auflagefläche 5 liegt zur Gänze unter dem massiven Kragen 4, während der Ubergangsbe
reich zwischen Kragen 4 und Schalenboden 3 bereits im nicht abgestützten Bereich
innerhalb des Durchmessers D liegt.
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Es sind auch ähnliche Schachtdeckelformen bekannt, bei denen der
Kragen 4 die Form eines noch flacheren und noch weiter auskragenden Auflageringes
hat und der Schalenboden 3 gleichmäßiger gekrümmt verläuft und durch über die ganze
Schalenmulde verlaufende Innenrippen versteift ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Deckel gemäß Fig. 2 ist der Schalenboden
3 im wesentlichen über den gesamten Bereich in-
nerhalb-des Durchmessers
D Illit im wesentlichen konstantem Krümmungsradius, also sphärisch gewölbt. Der
Kragen 4 mit etwa lotrechter Innen- und Außenfläche hat nur etwa die gleiche Wandstärke
wie der Schalenboden 3, und die Auflagefläche 6 liegt zu einem erheblichen Teil
radial innerhalb des Kragens 4 und unter dem Übergangsbereich 7 zwischen dem Schalenboden
3 und dem Kragen L. Hal) erkennt, daß der Schalenboden 3 seine konstante Krümmung
bis zu:n Erreichen des Kragens 4 beibehalt, also keine Krümmungsknicke oder sturker
nach oben gewölbte Bereiche aufweist. Der Übergangsbereich 7 zwischen Schalenboden
3 und Kragen 4 ist durch von aer etwa lotrechten Innenfläche des Kragens 4 vorspringende,
kurze Versteifungsrippen versteift, die sich radial nur etwa bis zum Innendurchmesser
D der Aufiagefläche 5 erstrecken und innerhalb dieses Durchmessers D nur noch einen
abgeschrägten Übergang 9 in den Schalenboden 3 aufweisen. Um den Umfang des Deckels
verteilt können z.B. zwölf solcher Rippen 8 vorgesehen sein, die außer einer Versteifung
des Ubergangsbereichs 7 auch eine bessere Verklammerung der Betonfüllung 2 bewirken.
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Ein derartiger Deckel mit seiner festigkeitsmäßig optlmierten Profilgestaltung
ermöglicht es, bei vorgeschriebener Belastbarkeit die Wandstärke und den-l4aterialverbrauch
an Gußeisen drastisch zu reduzieren. Für einen Deckel der Klasse D (Belastung 40
t) und mit einem Nenndurchmesser von 600 mm genügt unter Verwendung gewöhnlichen.
Graueisengusses eine Wand-
stärke des Schalenbodens von 7 nun und
ein Gesamtgewicht der Schale von 30 kg. Die 3 schale hat gleichwohl genügend Aufnahmevermögen,
um so viel ton unterzubringen, daß das für die Schleudersicherheit des Deckels eriorderliche
Gesamtgewicht von ca. 87 kg erreicht wird. Der über die ganze Nennweite des Deckels
etwa konstante Krümmungsradius R des Schalenbodens beträgt dabei vorzugsweise ca.
700 mm. Allgemeinen gesprochen sollte der Krümmungsradius des Schalenbodens etwa
das 1,0-bis 1,3fache des Nenndurchmessers (Innendurchmessers der Schachtöffnung)
betragen. Die Materialverdickung, die sich unter dem Übergangsbereich 7 durch die
Anformung der Auflagefläche 5 ergibt, sollte im Interesse der Gewichtsersparnis
möglichst gering sein und kann im übrigen auch an die genormte Einlegetiefe des
Deckels in den Rahmen (in der Regel 50 mm) angepaßt werden.
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Die Ausführungsform nach ri. 3 unterscheidet sich von der nach Fig.
2 im wesentlichen dadurch, daß der Schalenboden 3 seine konstante sphärische Krümmung
nicht bis zum Einlaufen in den Kragen 4 beibehält, sondern mit dem Kragen 4 über
einen horizontalen £ibergangsbereich 10 verbunden ist, der innerhalb des Innendurchmessers
D der Auflageschulter 6 über einen nach unten gekrümmten Bereich 11 in den konstant
gekrümmten Schalenboden 3 übergeht. Jedoch nimmt der konstant gekrümmte Teil des
Schalenbodens 3 immer noch etwa 90 % des Innendurchmessers D ein, und der nach unten
gekrümmte Bereich 11 bildet
keinen scharfen Knick, sondern hat
eine relativ sanfte Krdmmung mit einem Krümmungsradius r von mindestens 50 mm Auch
bei dieser Ausführungsform erstrecken sicI1 die Versteifungsrippen d vom Kragen
4 nach innen nur etwa bis zum Nenndurchmesser D oder geringfügig darüber hinaus.
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Die Ausführungsforin nach Fig. 5 und 6 ist ein Schaciltdeckel mit
einem Kranz von Lüftungsöffnungen. Bei Schachtdeckeln nach dem Stand der Technik
sind solche Lüftungsöffnungen immer in dem radial außerhalb der gewölbten Deckelschale
auskragenden Auflagering ausgebildet. Im Hahmen der Erfindung, die keinen derartigen
nach außen auskragenden Auflagering vorsieht, sind die Ventilationsöffnungen 14
im gewölbten Schalenboden 3 vorgesehen und von einstückig am Schalenboden 3 angeformten
ringförmigen Kragen oder Schächten 15 umgeben, aie vom Schalenboden bis zur Oberseite
der Betonfüllung nach oben ragen. Die vom äußeren Kragen 4 ausgehenden radialen
Versteifungsrippen 8 erstrecken sich in diesem Fall nach innen bis zu den Ventilationsschächten
15, so daß auch hier der Übergangsbereich zwischen dem Schalenboden 3 und dem äußeren
Kragen 4 verstei'ft wird, die Schalenmulde innerhalb des Kranzes von Ventilationsöffnungen
14 dagegen frei von Versteifungsrippen ist.