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"Struktureller Körper und diesen aufweisende zusammengesetzte
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Platte" Die zunehmende Verwendung von Computern in den vergangenen
Jahren gab Veranlassung zu der Entwicklung von sogenannten zugänglichen Fußböden.
Solche Fußböden weisen eine baukastenartige Bauform aus festen strukturellen Bodenplatten
auf, die von Auflagern unterstützt sind und häufig balkenartige Tragglieder brauchen,
die für die Randverstärkung die Auflager überbrücken. Typische Einbauten werden
auf der Oberseite eines stützenden Unterbodens installiert, wodurch ein geeigneter
und abgeschlossener Raum zur Unterbringung einer Reihe von elektrischen Kabeln und
dgl. unterhalb des eigentlichen zugänglichen Fußbodens entsteht. Dieser Unterflurraum
oder der Hohlraum dient auch zur Verteilung von konditionierter Luft.
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Der Wechsel in der Anordnung und die häufige Wartung der Computerausrüstung
im Bereich des zugänglichen Fußbodens erfordert die wiederholte körperliche Handhabung
der Verbindungsleitungen und wird sehr leicht durch das zeitweise Entfernen solcher
baukastenartiger Platten erreicht. Häufig wird der Unterbodenraum vollständig freigelegt,
um irgendeine Aufgabe innerhalb des Labyrinths der früher -darin verborgenen Leitungen
zu lösen.
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Wenn eine solche Aufgabe beendet ist, so passen die baukastenartigen
Platten und können schnell und leicht in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht
werden, wodurch der Bereich in eine vollständig ungestörte und einheitliche Oberbodenfläche
zurückgeführt werden kann.
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In Anbetracht des Gewichtes von Computern und anderer Ausrüstung ist
wichtig, daß die baukastenartigen Bodenplatten derart steif sind, daß sie unter
Belastung nicht merklich nachgeben oder nach einer Durchbiegung dauernd gebogen
bleiben, so daß der zugängliche Fußboden einheitlich flach ist und alle Platten
sich in einer gemeinsamen Ebene befinden. Um dies zu erreichen, wurden ältere Platten
aus im wesentlichen verstärktem und von Holz umgebenem Metall und aus schwerem Metallguß
hergestellt, aber dies wurde zugunsten von leichterem Gewicht von Sandwichplatten
mit hochfestem Metall aufgegeben, von denen die Platte nach der US-PS 3 236 018
ein verbreitetes Erzeugnis ist, das noch hergestellt und in der Industrie häufig
benutzt wird.
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In den vergangenen Jahren hat die Industrie für die Herstellung von
zugänglichen Fußböden in zwei Richtungen expandiert.
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Die erste Richtung ist das Feld hoher Gebrauchsfähigkeit, schwer belastbare
Platten für spezifische Bereiche mit schwerer Last und oberhalb des Standards wie
er für Computerräume vorgesehen ist. In der zweiten Richtung hat die Industrie für
zugängliche Fußböden mehr und mehr in Richtung der Erneuerung der Büroräume und
des Baus von Großraumbüros in neuen Gebäuden und anderen Anwendungen für leichtere
Lasten expandiert.
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Ein dramatischer Wechsel in den Anforderungen an die Gebrauchsfähigkeit
für diese Art der allgemeinen Bauform von Fußböden ist aufgetreten.
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Zur Zeit wird versucht, dieses Erfordernis durch den Wechsel der Bauform
der Tragplatten und durch unterschiedliche Werkstoffdicken wirtschaftlich zu befriedigen,
aber häufig durch Ausscheiden der üblichen Trägerunterstützung an dem Rande der
Platte. Obgleich dies tatsächlich zu einem leichteren Gewicht und zu einem wirtschaftlicheren
Erzeugnis führt, so bringt es einen unannehmbaren Nachteil mit sich, nämlich die
gegenseitige Bewegung der Platten in der Art des Systems, wie es von Architekten
und Benutzern in Betracht gezogen wird, die meist ästhetisch orientiert sind. Ein
anderer wesentlicher Einwand bezieht sich auf das Gefühl des Federns innerhalb eines
leichtgewichtigen Bodens unter dem üblichen Fußgängerverkehr. Unsicherheitsgefühle
entstehen auch wegen der sichtbaren Bewegung der Ränder der Platten unter der Benutzung
der leichten Ausrüstung. Obgleich die strukturelle Integrität, insbesondere die
maximale Festigkeit, das meist strenge Kriterium für Büroräume mehr als erfüllt,
so ist diese unannehmbare Bewegung von Platte zu Platte ein hemmender Faktor für
das Wachstum und die Annahme des Erzeuqnisses in dem üblichen Bau- und Renovierungs-Markt.
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Um diesen Mangel zu beheben, hat die Industrie Systeme entwickelt,
welche die Umfangsbewegung durch Hinzufügen zusätzlicher Mittel, z. B. von Umfangsträgern
oder vollständiger Einrichtungen zum gegenseitigen Verbinden der einzelnen Platten,
verringern. Obwohl solche Bauformen die gegenseitige Bewegung verringern, so beeinflussen
sie unmittelbar die Zugänglichkeit und das leichte Handhaben des Fußbodensystems,
wie es ursprünglich beabsichtigt war.
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Außerdem ist es bei der Renovierung und weit wichtiger beim Bau von
Büroräumen wünschenswert, die fertige Fußbodenhöhe des zugänglichen Fußbodens auf
einem Minimum zu halten, wogegen ein angemessener Raum für Unterflurkabel und zur
Verlegung von Luftleitungen vorgesehen ist. Dickere Platten verringern den Unterflurraum
oder die Höhe vom Boden zur Decke wesentlich.
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Die Dicke der Platten für den zugänglichen Fußboden beträgt häufig
mehr als ein Drittel der gesamten Höhe des gesamten fertigen Fußbodens. Deshalb
ist eine wirtschaftliche Platte mit den erforderlichen strukturellen Eigenschaften,
die jedoch dünner ist, ein Vorteil in der Technik und spart an Höhe des gesamten
Gebäudes und an Kosten für einen Neubau ein und sieht auch die Möglichkeit vor,
ausreichende Minimumhöhen vom Boden zur Decke bei Renovierungen einzuhalten. Um
dies zu erreichen, muß die strukturelle Gebrauchsfähigkeit der Platte über die bekannten
Platten, insbesondere auf deren Umfang, wesentlich erhöht werden.
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Seit der Entwicklung der vorgenannten patentierten Platte sind Anstrengungen
zu deren Vereinfachung und zu deren Gewichtsverringerung und des für solche Platten
verwandten Metalls gemacht worden, ohne statt dessen die Bemühungen zu verringern,
den Widerstand der Platten gegen Biegung und/oder dauernde Verformung zu vergrößern,
insbesondere an dem Umfang der Platte, wenn sie statischen oder beweglichen Lasten
unterworfen ist. Dies hat zur Erforschung und Entwicklung, insbesondere in der Bau
form des strukturellen Körpers geführt, welcher primär der niedriger beanspruchte
Körper in einer Metallsandwichbodenplatte ist, in der er mit dem oberen ebenen Körper
integral zusammenwirken kann, auf welchem die Last üblicherweise ruht.
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Bei einer solchen Untersuchung wurde festgestellt, daß ein Schlüsselfaktor
des Widerstandes gegen Biegen die Verringerung der geraden Sichtlinien durch die
Sandwichplatte und wichtiger noch das wiederholte Blockieren in allen Richtungen
innerhalb der Platte ist. Es wurde gefunden, daß verschiedene Muster von Vorsprüngen
mit üblichen operativen Maßverhältnissen sowohl das notwendige Blockieren der Sichtlinien
als auch eine geeignete Unterstützung für die Deckplatte vorsehen können, um einer
örtlichen Einbuchtung der Platte des zugAnglichen Fußbodens zu widerstehen. Vorsprünge
wurden ausgewählt, weil sie die Vorteile eines kontinuierlichen Fußbodenteiles mit
der Unterstützung kombinieren, die von gewölbeförmigen Vorsprüngen erhalten wird,
welche ein Zusammenfallen verhindern, zusammen mit einer optimalen Tiefe, welche
verbunden mit der strukturellen und wirtschaftlichen Gebrauchsfähigkeit des Teiles
eine Blockierung der Sichtlinie entwickelt, und dadurch genügend Eigenschaften des
Abschnittes vorhanden sind, der Biegung durch die angewandten Lasten zu widerstehen.
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Das operative dimensionale Verhältnis ist eine Kombination von Oberlegungen
von fünf Hauptmerkmalen der Vorsprünge und ihrer gegenseitigen Beziehung, nämlich
1. Tiefe der Vorsprünge für den erforderlichen Modulteil und Trägheitsmoment 2.
Durchmesser der Vorsprünge zum Erhalt ihrer notwendigen Tiefe 3. Abstand zwischen
den Mittellinien der Vorsprünge für eine ausreichende Unterstützung der Deckplatte
4. Operative Anordnung der Vorsprünge zum wiederholten Blockieren durchgehender
Sichtlinien durch den Teil und
5, verbleibender Bodenflächenwerkstoff
zur Bildung eines Belastungskörpers und auch zur Entwicklung eines notwendigen Modulteils
und des notwendigen Trägheitsmoment 5.
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Bei den bekannten Platten ist die Kombination und/oder die Verwirklichung
einer oder mehrerer dieser fünf strukturell bedeutenden Merkmale nicht vorgenommen
worden und diese haben deshalb einen unterhalb des Optimums liegenden einstückigen
Strukturkörper, welcher verbunden mit einer Deckplatte keine wirtschaftliche Metallsandwichbauform
mit dem gewünschten vergleichbaren Festigkeits-Gewichts-Verhältnis oder der gewünschten
strukturellen Qualität hat.
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Es wurde gefunden, daß die spezifischen Muster einiger verschiedener
Bauformen von Vorsprüngen, bei denen mindestens die Hauptteile der Ausgestaltung
der Vorsprünge kreisförmig sind, und von denen Einzelheiten nachstehend ausführlich
beschrieben werden, in einer größeren Festigkeit und einem größeren Widerstand gegen
Biegung bis zu einem bestimmten Ausmaß resultieren. Diese Vorsprünge sind in Platinen
aus industriellem Werkstoff geringerer Stärke als jetzt bei Fußbodenplatten der
in der vorgenannten US-PS 3 236 018 in Betracht gezogenen Art für eine verbesserte
Gebrauchsfähigkeit unter den gleichen Lasten als seither eingeformt. Die Qualität
der Gebrauchsfähigkeit der entwickelten Kern struktur wurde deshalb drastisch verbessert.
Solche Charakteristiken und Merkmale sind durch den Stand der Technik nicht bekannt,
ungeachtet der Veröffentlichung von geformten Platinen, die unterschiedliche Arten
vorstehender Rippen und/oder Figuren regeLmäßiger Kontur haben, die aus ebenen Platinen
und anderen Teilen geprägt werden, welche gerade Sichtlinien quer über die geformte
Platte und durch solche Rippen und Figuren blockieren, entweder weil die Gestaltungen
keine
ausreichende Tiefe des Teiles aus Festigkeitsgründen erlauben
und zur Verhinderung der Biegung unter den erforderlichen Lasten, die bei zugänglichen
Fußböden auftreten, nicht ausreichend beitragen, oder nicht wirtschaftlich sind,
um im Wettbewerb zu bestehen.
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Die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
innerhalb einer Einzelplatte eine strukturell wirksame Kombination eines Kernes
und einer Bodenbelastungsplatte zu schaffen, welche bei der Befestigunq mit einer
ebenen Deckplatte die kombinierte Festigkeit, Steifiqkeit und Wirtschaftlichkeit
der bekannten Platten übertrifft.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen einstückigen,
festen strukturellen Körper, der bei der Bildung einer Platte aus strukturellem
Werkstoff einer Biegungsbeanspruchung widerstehen kann und eine Anzahl von kuppelförmigen
Vorsprüngen aufweist, die sich aus der ursprünglichen Ebene der Platte erheben und
von denen mindestens der Hauptteil der Form jedes Vorsprunges in Draufsicht kreisförmig
ist, wobei diese Vorsprünge paarweise angeordnet und durch einen Sattelteil verbunden
sind, wodurch eine längliche Form gebildet ist, welche in Draufsicht im wesentlichen
der Ziffer 8 gleicht und erdnußförmig in Gestalt ist und worin die länglichen Formen
in im wesentlichen senkrechtem Leinwandbindungsmuster angeordnet sind und ein operatives
dimensionales Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Vorsprünge und deren Mittenabstand
haben und von denen in Draufsicht das Ende einer länglichen Form mit den benachbarten
länglichen Formen zusammenpaßt, wodurch gerade Sichtlinien in allen Richtungen quer
über das Blatt wiederholt seitlich blockiert werden. Außerdem sind diese Formen,
welche das der Ziffer 8 gleichende Paar bilden, auf dieser Platte in einem strukturellen
operativen geometffischen
Muster angeordnet, von dem Reihen von
Paaren der kuppelförmigen Vorsprünge sich in einer geraden Linie in irgendeiner
Richtung befinden und diese Reihen in einem Muster einer senkrechten Leinwandbindung
gegenseitig angeordnet sindv Dieses Muster blockiert wiederholt gerade Sichtlinien
in allen Richtungen quer über die Platte und deshalb ist das Auftreten der Vorsprünge
in der Platte derart, daß die Räume zwischenseinander benachbarten Vorsprüngen für
die Anordnung eines anderen ähnlichen Vorsprunges nicht geeignet sind. Diese Vorsprünge
sind in begrenztem Abstand voneinander entfernt und sehen dazwischen fortlaufende,
strukturelle, bandförmige, belastungtragende Teile wechselnder Breite vor, die geeignet
sind, die der Belastung widerstehende Integrität zu optimieren, wobei diese Teile
in Draufsicht gebogen sind und sich zwischen einander gegenüberliegenden Rändern
der Platte erstrecken, um die Beanspruchungen unter Lasteinwirkung-;zu tragen. Ein
solcher struktureller Körper kann benutzt werden in der Herstellung von zusammengesetzten
Teilen, z. B. bei zugänglichen Fußböden, BodenbelAgen oder anderen Bauformen, welche
ein wirtschaftlich hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und strukturelle Qualität
brauchen. Außerdem können sie strukturelle Komponenten wie in der Bauform von Wänden
und anderen Verstärkungen aufweisen, wo die Einzelplatte als ein Zwischenkernkörper
benutzt wird, oder durch sich selbst als einer Biegung widerstehende Komponente.
Ein solcher einstückiger Körper genügt leicht Ansprüchen und Anwendungen in solchen
marktfähigen Erzeugnissen, wie Decken, Bodenbelägen, Bauwänden und einer Anzahl
anderer Anwendungen, bei denen eine strukturelle Qualität maßgebend ist.
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Sin zusätzlicher Gegenstand der Erfindung besteht darin, die bogenförmigen
strukturellen bandförmigen Belastungs-oder Beanspruchunj steile in ihrer ursprünglichen
Gestalt unter Belastung durch die kreisförmige Form der Vorsprünge
aufrechtzuerhalten,
indem die Belastungibeanxprucllungezl welche zum Strecken dieser Teile tendieren,
in Rintjbeanspruchunen rund um diese Vorsprünge umgewandelt werden und die Delastungsteile
dadurch der Tendenz zum Strecken widerstehen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht im Widerstand gegenüber
der Verringerung der Dicke des Werkstoffes im wesentlichen innerhalb des verformten
Bereichs der Vorsprünge oder Formen selbst. Dies beläßt optimalen Werkstoff in den
der Beanspruchung unterworfenen Teilen, die angeordnet sind, wo maximale Eigenschaften
des Teiles entwickelt werden können.
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Ein anderer Gegenstand der Erfindung besteht in einer wiederholten
Blockierung gerader Sichtlinien quer über die Platte in allen Richtungen. Dies wird
durch verschiedene Ausführungsformen von Mustern der Vorsprünge verwirklicht, welche
zur Bildung der länglichen Form paarweise derart angeordnet sind, daß die in einer
Werkstoffplatte gebildeten Vorsprünge in Gruppen von vier kombiniert und in einem
Rhombusmuster von strukturellem operativem dimensionalem Verhältnis zwischen dem
Durchmesser der Vorsprünge und deren Mittenabstand angeordnet werden und benachbarte
rhombenförmige Muster in eine enge senkrechte Orientierung einer Leinwandbindung
gebracht werden.
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Eine solche Orientierung nach einer Leinwandbindung in einem strukturellen
operativen geometrischen Muster wird auch durch Reihen von Paaren von in Reihe mit
gleichen Abständen angeordneten Vorsprüngen erreicht, die senkrecht mit anderen
solchen Reihen von Paaren in einer Art Leinwandbindung derart durchflochten werden,
daß die Teile einer Mittellinie einer Reihe von Vorsprungspaaren, die zwischen zwei
in gleicher Linie liegenden Paaren liegen, diese Paare in Querreihen halbieren,
wie in gestrichelten Linien in Fig. 8 dargestellt ist und auch eine genügende Musterdichte
vorsieht, um gerade Sichtlinien in allen Richtungen quer über die Platte wiederholt
abzudecken, um einen einstückigen steifen Strukturkrper zu bilden, der Biegung widerstehen
kann. In gleicher Weise wird das Abblocken durch die Anordnung einer Mehrzahl
von
Formen vervollständigt, die in gegenseitiger Nähe innerhalb des Musters stehen,
in welchem einige dieser Formen, die der Ziffer 8 gleichen, mit anderen kombiniert
sind, welche im Querschnitt kreisförmig sind. Mindestens ein Hauptteil des Umfanges
aller Vorsprünge ist in Draufsicht kreisförmig mit den Kombinationen von solchen
Formen und Vorsprüngen auf dieser Platte, die so ausgebildet sind, daß sie wiederholt
gerade Sichtlinien über diese Platte blockieren. Schließlich wird die Blockierung
durch das Einschließen mindestens eines gezogenen Teils, vervollkommnet, der aus
der ursprünglichen ehemaligen Platine in der gleichen Richtung wie diese Formen
gebildet wird. Dieser gezogene Teil hat einen Bereich, der größer ist als diese
Formen, die das Muster umgeben.
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Die Anordnungen dieser Formen, Vorsprünge und gezogenen Teile sind
so ausgeführt, daß sie wiederholt klare Sichtlinien quer über die Platte blockieren.
Die wiederholte Blockierung klarer Sichtlinien quer über diese Platte führt zu einem
strukturellen Körper vergrößerten Widerstands gegen Biegung aufgrund der vergrößerten
strukturellen Qualität und bildet in Verbindung mit einer ebenen Deckplatte eine
wirtschaftliche zusammengesetzte strukturelle Einheit von im wesentlichen größerer
Festigkeit, als eine Einheiten der Linien des Durchblicks vorhanden sind, um die
die strukturelle Einheit gebogen werden kann.
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Noch ein anderer Gegenstand der Erfindung besteht darin, die Anordnung
von Formen und Vorsprüngen in der Weise vorzusehen, daß eine zusammengesetzte Einheit,
welche gegen Biegen widerstandsfähig ist, im wesentlichen isotropisch ist, wodurch
die Einheit, wenn sie durch eine Öffnung von begrenztem Querschnitt durchsetzt wird,
die sich innerhalb der Ränder befindet, wegen der sich ergebenen Spannungen in dieser
Einheit, wenn sie unter Last um die Öffnung zurückgeleitet werden, gegen Biegen
widerstandsfähig ist. Dies führt zu einer Einheit, welche als eine Platte für einen
zugänglichen Boden oder eine andere Wandplatte gebraucht werden kann, in welcher
eine
tatsächliche Durchdringung ohne wesentliche Verringerung der strukturellen Integrität
der Einheit vorgenommen werden kann, um Durchdringungen für Kabel, Rohre oder andere
Leitungen vorzusehen, wie es in der Bauindustrie notwendig ist.
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Ein weiterer bedeutender Gegenstand der Erfindung besteht in der Kombination
irgendeines der vorbeschriebenen Muster der Formen und Vorsprünge in einem strukturellen
Körper mit einer flachen Platte aus strukturellem Werkstoff ähnlicher Größe und
Gestalt und mit fester Verbindung der oberen Enden der Vorsprünge mit der ebenen
Platte zur Bildung einer zusammengesetzten strukturellen Platte, bei welcher die
ebene Platte der Tragplatte beim Gebrauch oben liegt und dadurch lasttragende zusammengesetzte
Strukturen bildet, die in vielen industriellen Anwendungen benutzt werden können.
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Ein weiterer Gegenstand ist die Benutzung dieses zusammengesetzten
strukturellen Körpers in der Herstellung von Platten für einen zugänglichen Fußboden,
bei denen am Umfang des strukturellen Körpers die äußeren Endteile im rechten Winkel
zu diesem Körper angeordnet sind, um einen fortlaufenden Versteifungsflansch rund
um die Platte von einer vorgegebenen endlichen Größe vorzusehen, um eine Platte
zu erhalten, welche an ihren Rändern oder Ecken wahlweise unterstützt werden kann
und welche im wesentlichen einheitliche oder punktförmige Lasten aufnehmen kann,
wie sie bei der Anwendung von zuqänglichen Fußböden auftreten.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, eine einheitliche
Umfangslippe vorzusehen, die von diesem Versteifun<;sflansch auf dem Umfang nach
außen gebogen ist, um eine zusätzliche
Verbindung zwischen dem
Körper und der Deckplatte vorzusehen, wobei die Lippe eine Versteifungslippe ist,
durch welche die Platte für den zugänglichen Fußboden wahlweise an den Ecken oder
längs des Umfangs unterstützt werden kann, um ein System für einen zugänglichen
Fußboden in Kombination mit Auflagern und/oder Trägern zu entwickeln.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, diesen Umfangsflansch
mit einer größeren Tiefe in Querrichtung gegenüber dem mittleren Teil des strukturellen
Körpers zwischen diesen Vorsprüngen vorzusehen, in welchem Umfangsflansch diese
Tiefe größer ist als die Höhe der Formen und Vorsprünge in einem Teil, der sich
in Gegenrichtung zu diesen Formen und Vorsprüngen erstreckt, und einem anderen Teil,
der sich in der gleichen Richtung wie diese Formen und Vorsprünge zur Bildung eines
Umfanges von erhöhter Stärke und erhöhtem Widerstand gegen Biegung erstreckt, insbesondere
wenn die Platte für einen zugänglichen Fußboden ohne die Benutzung anderer Teile,
z. B. Träger oder komplizierterer harter Verbindungseinrichtungen von Platte zu
Platte, verwendet wird, um eine gegenseitige Bewegung der Ränder der Platten zu
vermeiden.
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Ein anderer Gegenstand ist die Bildung des strukturellen Körpers in
der Weise, daß alle Oberflächen dieser Formen und Vorsprünge und die Verbindungen
davon mit den dazwischen liegenden strukturellen Beanspruchungsteilen in der ursprünglichen
Ebene dieser Platte frei von scharfen Ecken oder Biegungen sind, wodurch keine Bereiche
oder Teile in der Platte vorhanden sind, weLche Ecken oder andere Gestalten aufweisen,
die normalerweise zur Faltenbildung neigen oder in anderer Weise der Bildung von
glatten gestreckten Bereichen widerstehen, wenn die Platte aus einer Platine hergestellt
und durch einen Stempel und ein Gesenk geformt wird.
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Ein zusätzlicher Gegenstand dieser Erfindung besteht in einem strukturellen
Körper, der mit einem ähnlichen Körper kombiniert und Ende an Ende fest verbunden
werden kann; um eine zusammengesetzte Kernstruktur herzustellen, welche in industrieller
Anwendung genutzt werden kann, insbesondere wo hohe Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse
gewünscht werden, wobei nicht notwendigerweise eine flache ebene Platte erforderlich
ist.
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Flache ebene Platten können zu dieser Verbundstruktur nach Wunsch
hinzugefügt werden.
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Verschiedene andere Gegenstände, Merkmale und innewohnende Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden mehr gewürdigt, wenn diese gemäß der folgenden
detaillierten Beschreibung besser verstanden und in Verbindung mit der beigefügten
Zeichnung betrachtet werden, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende
Teile über die gesamten Darstellungen zeigen.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines strukturellen Körpers
gemäß der vorliegenden Erfindung, in welchem eine Bauform von kuppelförmigen Paaren
von Vorsprüngen kombiniert mit einem Sattelteil der Ziffer 8 gleichen, wobei nach
Art eines Diagramms strichpunktierte Linien eingezeichnet sind, welche gebogene
strukturelle Belastungs- oder Beanspruchungsteile des Körpers angeben, welche bandförmig
sind.
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Fig. 2 ist ein lotrechter Teilschnitt des strukturellen Körpers nach
Fig. 1 im Schnitt nach der Linie 2-2.
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Fig. 3 ist ein Teilschnitt entsprechend Fig. 2, der jedoch den Querschnitt
des Körpers nach Fig. 1 entsprechend der Linie 3-3 zeigt.
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Fig. 4 ist ein Teilschnitt einer Platte mit dem strukturellen Körper
nach den Fig. 1 bis 3, an dem jedoch ein nur teilweise dargestellter Teil einer
oberen ebenen Platte befestigt ist, in größerem Maßstab als in den vorhergehenden
Figuren.
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Fig. 5 ist ein teilweiser vertikaler Schnitt entsprechend Fig. 4 mit
der Darstellung einer anderen Bauform eines Versteifungsflansches als bei der nach
Fiq. 4.
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Fig. 6 ist eine Teildraufsicht auf eine Ecke der in Fig.
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4 dargestellten Platte, jedoch in kleinerem Maßstab.
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Lig. 7 ist eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 6, die jedoch eine Ecke
der in Fig. 5 dargestellten Platte in kleinerem Maßstab als in Fig. 5 zeigt.
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Fig. 8 ist eine Ansicht von unten einer Ausführungsform der strukturellen
Platte, in welcher ein Muster der in Fig.
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1 dargestellten Ausführungsform der Formen in Verbindung mit einer
Anzahl von in Draufsicht kreisförmigen Vorsprüngen dargestellt ist.
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Fig. 9 ist ein lotrechter Teilschnitt, der ein Paar der strukturellen
Körper des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispieles mit jeweils einander
zugekehrten Böden darstellt, in welcher die äußersten Enden der Vorsprünge der Körper
aneinander anstoßen und miteinander verbunden sind.
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Fig. 10 ist eine Teildraufsicht ähnlich der nach Fig. 1, in welcher
zusätzliche vorstehende Rippen in den gebogenen strukturellen bandförmigen Beanspruchungsteilen
des strukturellen Körpers in quer verlaufender Anordnung eingeformt sind.
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Fig. 11 ist ein lotrechter Teillängsschnitt, der in größerem Maßstab
als in Fig. 10 einen Schnitt durch die ausgebauchte Rippenanordnung in Fig. 10 nach
der Linie 11-11 darstellt.
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Fig. 12 ist eine Teildraufsicht auf eine andere Ausführungsform einer
Anordnung von Formen, die in dem strukturellen Körper ähnlich den in Fig. 1 dargestellten
Ausführungen ausgebildet sind.
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Fig. 13 ist ein lotrechter Teilschnitt in größerem Maßstab als in
Fig. 12, der einen Teil des in Fig. 12 dargestellten strukturierten Körpers entsprechend
der Linie 13-13 zeigt.
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Fig. 14 ist ein Teilschnitt der strukturellen Einheit ähnlich der
nach Fig. 4, in welcher jedoch der Umfangsflansch an der Deckplatte ansteht und
für eine unmittelbare Verbindung damit geeignet ist.
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Fig. 15 ist eine Ansicht gleich der nach Fig. 14, in weicher aber
die Tiefe des Flansches größer ist als die Höhe der Vorsprünge.
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Fig. 16 ist eine Teildraufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel
ähnlich dem nach Fig. 1, in dem jedoch zusätzliche Vorsprünge innerhalb der Beanspruchungsteile
vorgesehen sind.
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Fig. 17 ist ein Teilschnitt nach Linie 17-17 in Fig. 16.
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Der bedeutendste Teil der vorliegenden Erfindung weist einen einstückigen
strukturellen Körper auf, der aus einer Platine aus Industriewerkstoff geformt ist,
welcher vorzugsweise Metall, insbesondere Stahl, aufweist, wobei jedoch fUr
andere
Anwendungen der Erfindung ein anderer Industriewerkstoff, z. B. ein bestimmter Kunststoff,
benutzt werden kann.
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Insbesondere wenn sie aus Stahl besteht, ist eine Platte aus einem
solchen Industriewerkstoff einem Preßwerkzeug ausgesetzt, das Dorne bzw. Ziehteile
zur Bildung einer Anzahl irgendeiner einer Zahl von unterschiedlichen Gestalten,
Arten und Mustern von Formen und Vorsprüngen aufweist, wovon Einzelheiten nachher
beschrieben sind. Diese Formen und Vorsprünge erstrecken sich vorzugsweise von einer
Fläche der Platte und alle oberen Enden dieser Formen und Vorsprünge befinden sich
vorzugsweise innerhalb der gleichen Ebene. Mit Ausnahme der integrierten Randbauform,
welche zugleich aus der Platte hergestellt werden kann, sind alle Oberflächen der
Hauptteile der Platte glatt gerundet und frei von scharfen Winkeln oder Biegungen,
welche sonst Ecken oder andere Gestaltungen bilden würde, welche üblicherweise zum
Faltenziehen neigen oder der Bildung von glatt gestreckten Bereichen widerstehen,
wenn sie aus einer ebenen Platine geformt und dem Pressen durch ein Vorsprünge und
Ziehteile aufweisendes Preßwerkzeug ausgesetzt werden. Mit Ausnahme der Möglichkeit
der Formung einer begrenzten Zahl von Löchern oder Öffnungen in der Platte, z. B.
für die Durchführung von Luft bei verschiedenen Anwendungen der Erfindung, ist die
geformte Platte im wesentlichen lochfrei.
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Um verschiedene in der Beschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden
Anmeldung verwendete Bezeichnungen zu verstehen, werden die nachfolgenden Definitionen
vorangestellt: 1. Belastungs- oder Beanspruchungsteil - Teil des strukturellen Körpers
zwischen den vorgesehenen Vorsprüngen, um den Zug- und Druck-Beanspruchungen standzuhalten.
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2. Strukturelles operatives geometrisches Muster -Das Maßverhältnis
und die Ausrichtung von Vorsprüngen, in welchen die folgenden fünf Hauptcharakteristiken
operativ miteinander verbunden sind: 1. Tiefe des Vorsprunges für einen notwendigen
Modulteil und Beharrungsvermögen (Trägheitsmoment) 2. Durchmesser der Vorsprünge
zum Erhalt der notwendigen Tiefe 3. Abstand zwischen den Mittellinien der Vorsprünge
für eine ausreichende Unterstützung der Deckplatte.
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4. Operative Anordnung der Vorsprünge, um wiederholt gerade Sichtlinien
durch den Körper abzublocken.
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5. Verbleibender Bodenflächenwerkstoff zur Bildung eines Beanspruchungskörpers
und auch zur Entwicklung eines notwendigen Schnittmoduls und des notwendiqen Beharrungsvermögens.
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3. Strukturelle Einheit - Einheit von zwei oder drei Körpern, die
wenn miteinander verbunden, eine wesentliche Verstärkung im Sektionsmodul und im
Festigkeits-Gewichts-Verhältnis über diese gleichen Eigenschaften der einzelnen
Körper vorsieht.
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4. Im wesentlichen halbkugelförmige kuppelartige Vorsprünge -Vorsprünge,
die eine kreisförmige Kontur in allen Richtungen mit einem Radius oder einer Kombination
von Radien zur Bildung von Wölbungen für die Unterstützung der Bodenplatte und zur
Entwicklung einer optimalen Höhe für die Verqrößerung der Modulteile vorsehen.
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5. Fest verbunden - Einrichtung, welche zwei Körner dazu zwinqt, als
eine zusammengesetzte Einheit zusammenzuwirken, z. B. Schweißen, Nieten, Kleben,
unmittelbare Verbindung oder andere bekannte Verfahren.
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6. Optimierung der Unterstützung - Anordnung einer spezifischen Dichte
von Vorsprüngen in einer Werkstoffgrundplatte, in der Weise, daß sie eine lokale
Einbuchtung der Bodenplatte verhindern, wenn eine kombinierte Einheit gebraucht
wird, bei der eine Anzahl von Lastübertragungen von der Deckplatte zu dem strukturellen
Körper und eine Verringerung der Dicke der Deckplatte unter Optimierung des Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses
der Einheit vorgesehen ist.
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7. Gerade Sicht- oder Durchblicklinien -Sichtbare längliche Öffnungen,
die unmittelbare offene Pfade durch einen zusammengesetzten Teil vorsehen, um welche
der Teil gebogen werden oder nachgeben kann und durch einen Körper, um den der Körper
gebogen werden kann.
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Eine vergrößerte Häufigkeit der Blockierung ist unmittelbar proportional
einem vergrößerten Biegewiderstand.
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8. Rhombusmuster - Geometrisches Muster eines gleichseitigen Parallelogramms,
das spitze Winkel hat, worin die Mitten der Vorsprünge an Ecken eines Rhombus angeordnet
sind.
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9. Orientierung gemäß der Leinwandbindung - Kombination von Mustern
von Paaren von Vorsprüngen und länglichen Formen oder Vorsprüngen, die durchflochten
sind oder ineinander greifen und in denen ein Muster senkrecht zu einem benachbarten
Muster ist, so daß eine gerade Sichtlinie dazwischen anpeilbar ist, wobei auf diese
Weise ein einheitliches Muster der Anordnung und der Dichte für eine ausreichende
Unterstützung der Bodenplatte und für ein optimales Festigkeits-Gewi chts-Verhäitnis
gebildet wird.
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10. Sattelteil - Durch den Ziehteil während des Preßvorganges unbeanspruchter
Werkstoff, der zwischen zwei kuppelförmigen Vorsprüngen in einer länglichen Form
angeordnet ist, welche auf der ursprünglichen Ebene des Körpers unbeschränkt ist
und in natürlicher Weise zwischen den beiden Vorsprüngen üblicherweise weniger als
die Tiefe der Vorsprünge niedergestreckt wird, aber auch der Tiefe der Vorsprünge
gleich sein kann. Wenn die Tiefe des Sattelteiles gleich ist der Tiefe der Vorsprünge,
wenn sie mittels eines Werkzeuges hergestellt werden, bildet der Sattelteil eine
zusätzliche Unterstützung für die Deckplatte.
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11. Längliche Form oder länglicher Vorsprung - Kombination von zwei
oder mehr Vorsprüngen mit dem Sattelteil, der sich zwischen den beiden Vorsprüngen
erstreckt und mindestens der Ziffer 8 bei erdnußartiger Gestalt entspricht.
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12. Gebogener struktureller Beanspruchungs- oder BelastulfLsteil -Belastungsteile
zwischen den Vorsprüngen der Platte, die sinusförmig in Gestalt sind, ihre Form
unter Beanspruchung aufgrund der kreisförmigen Enden der Vorsprünge beibehalten
und der Verformung und der Neigung zum Strecken widerstehen.
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13. Kontinuierlicher Versteifungsflansch - Randteil eines Körpers
begrenzter Größe und senkrecht dazu, welcher eine fortlaufende eingebaute Einrichtung
der Randversteifung bildet.
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14. Umfangslippe-Abkantung des äußersten Randteils des kontinuierlichen
Versteifungsflansches, um ihn in der gleichen Ebene wie die Enden -der Vorsprünge
anzuordnen, und bei Befestigung mit einer Deckplatte eine Einrichtung zum wahlweisen
Unterstützen einer Tragplatte an deren Ecken und/oder Rändern bildet.
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15. Größere Quertiefe -Zusätzliche Tiefe, die an den Randenden eines
Körpers von begrenzter Größe vorgesehen ist, wobei diese Tiefe tiefer ist als die
Vorsprünge und eine zusätzliche Rand steifigkeit ergibt.
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16. Isotropisch -Einer Belastung widerstehende Eigenschaften einer
zusammengesetzten Reinheit, die im wesentlichen die gleichen Werte hat, wenn sie
längs ihrer Achsen in allen Richtungen gemessen wird, und die im wesentlichen frei
von einer örtlichen Schwäche ist, wenn die Einheit durch Löcher, Ausschnitte und
dgl. durchdrungen wird.
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17. Strukturelle Qualität - Die wirksame Bauform und die Benutzung
struktureller Komponenten in der Weise, daß flachere Teile und dünnere Werkstoffe
anstelle von tieferen Teilen und dickeren Werkstoffen verwendet werden können, wogegen
ein gleiches oder ein besseres Beharrungsvermögen und/oder mehr ausgeglichene Modulteile
entwickelt werden.
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Die relative strukturelle Qualität von zwei Einheiten ausgedrückt
in Prozenten, wobei diese Einheiten unter der gleichen Belastung und unter den gleichen
Stützbedingungen stehen, ist durch die folgende Formel bestimmt: Durchbiegung Einheit
1 X Gewicht Einheit 1 Durchbiegung Einheit 2 " Gewicht Einheit 2
| (Sektionstiefe Einheit 1)² x |
| Sektionstiefe Einheit 2 X 100 |
18. Ring-Beanspruchung - Zug- oder Druckbeanspruchung in einem kreisförmigen Teil,
der auf dem Umfang wirkt. Wegen der Symmetrie des Körpers besteht keine Neigung
für irgendeinen Teil des Umfanges von der Kreisform unter Last abzuweichen, solange
die Ringbeanspruchung unterhalb der Streckgrenze des Werkstoffes liegt.
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19. Gerichtete Schwäche - Merklicher Verlust an Festigkeit in einer
strukturellen Einheit verursacht durch biegungsschwache ebene Teile, die infolge
Durchdringung der strukturellen Einheit entstehen und um welche Teile die Einheit
sich leicht gegenüber dem Biegen in anderen Richtungen biegt.
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20. Festigkeits-Gewichts-Verhältnis - Verhältnis des mathematischen
Produkts der Biegung mal der Masse für eine Einheit verglichen mit dem gleichen
Verhältnis für eine zweite Einheit. Das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis wird benutzt,
um das minimale Gewicht zu bestimmen, das mit der Geometrie der Einheit übereinstimmt,
die zur Aufrechterhaltung der Integrität der Einheit zur Verhinderung der Biegung
erforderlich ist. Relative Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse von zwei Einheiten
ausgedrückt als Prozentsatz unter der gleichen Last und den gleichen Stützbedingungen
der Einheit und bestimmt durch folgende Formel: Durchbiegung Einheit 1 X Gewicht
Einheit 1 X 100 Durchbiegung Einheit 2 X Gewicht Einheit 2 In Fig. 1 der Zeichnung
ist ein fragmentarischer Teil einer Platte 10 aus strukturellem Werkstoff dargestellt,
welche ursprünglich eben war und einem Preßvorgang zwischen einem Stempel und einem
Gesenk ausgesetzt wurde, um eine Anzahl von Vorsprüngen 12 zu schaffen, welche,
wie sich aus den Fig. 2 und 3 ergibt, kuppelförmig ausgebildet und im wesentlichen
im Querschnitt halbkreisförmig, paarweise angeordnet und durch je einen Sattelteil
38 miteinander verbunden sind, welcher, wie im Querschnitt in den Fig. 2 und. 3
dargestellt, üblicherweise nicht so weit von der ursprünglichen Ebene der Platte
absteht, wie die Paare der Vorsprünge 12. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der daraus
sich ergebende längliche Vorsprung 40 in Draufsicht erdnußförmig ist und
ziemlich
nahe an die Ziffer 8 herankommt. Diese Anordnung sieht eine Ausführungsform der
länglichen Vorsprünge vor, welche zur Anordnung in Mustern geeignet sind, wie beisnielsweise
in Fig. 1 dargestellt ist, in welchen die länglichen Vorsprünge in enger Beziehung
zueinander stehen, wobei das Ende eines Vorsprunges 40 mit dem benachbarten Vorsprung
40 zusanmenpaßt, wodurch wiederholt von der Seite ausgehende gerade Sichtlinien
in allen Richtungen quer über die Platte 10 blockiert werden. Weiterhin sind die
Vorsprünge, welche die Paare bilden, die der Ziffer 8 gleichen, auf dieser Platte
in einem strukturellen operativen geometrischen Muster angeordnet, von dem Reihen
von Paaren von in gleichen Abständen und hintereinander angeordneten Vorsprüngen
nach Art einer Leinwandhindung senkrecht durchflochten sind, und wie in Fig. 8 durch
unterbrochene Linien weiter diagrammartig dargestellt:, halbieren die Teile einer
Mittellinie einer Reihe von Paaren, die zwischen zwei ausgerichteten Paaren liegt,
deren Paare in quer dazu liegenden Reihen. Die Vorsprünge sind in begrenztem Abstand
voneinander angeordnet, um dazwischen Teile der Originalplatte vorzusehen, die wie
beim Ausführungsbeispiel angegeben, in sinusförmigen Linien 14 gebogen sind, die.
die dazwischen liegenden fortlaufenden ebenen bandförmigen Belastungsteile 16 der
Originalplatte 10 aufzeichnen.
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Es ergibt sich auch aus Fig. 1, daß die Vorsprünge 12 auf der Platte
in der Art angeordnet sind, daß nur eine begrenzte Anzahl, z. B. Paare mit jeweils
in gleichem Abstand angeordneten Vorsprüngen, in einer als gerade Linie betrachteten
Linie angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Vorsprünge in Mustern angeordnet, von
welchen eine bevorzugte Anordnung, z. B.
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eine Ausbildung einer senkrechten Leinwandbindung in Fig.
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8 schematisch dargestellt ist, welche auch eine rhombenförmige Ausbildung
zeigt, die durch die Ziffern 18 in Fig. 16 als Diagramm darstellt ist, das sich
seinerseits zwischen den Mitten der Vorsprünge 12 erstreckt. Es ergibt sich auch,
daß
diese Muster sich gegenseitig an Punkten berühren, wobei die Darstellung das relativ
gesättigte Auftreten der Vorsprünge 12 auf der Platte 10 klar zeigt, während zugleich
das Auftreten der dazwischen liegenden Beanspruchungsteile 16 zwischen den einzelnen
einander benachbarten Vorsprüngen 12 möglich ist. Von besonderer Bedeutung ist jedoch,
daß die Muster 18 der Vorsprünge 12 ein strukturelles strategisches geometrisches
Muster von einer Dichte bilden, welches wiederholt gerade Linien einer klaren Sicht
in allen Richtungen quer über die Platte wiederholt blockiert, und in Übereinstimmung
mit einem Hauptzweck der vorliegenden Erfindung führt dieses Merkmal zu einer maximalen
Festigkeit des strukturellen Körpers der Platte 10 mit den länglichen Vorsprüngen
40 und den Vorsprüngen 2, die aufgrund des Verhältnisses der Durchmesser der Vorsprünge
und des Mittenabstandes zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen darin eingeformt
sind.
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Ein anderer Vorteil der Bildung der Vorsprünge 12 in kuppelförmiger
Ausbildung mit einer Dicke nicht größer als der der Originalplatte besteht darin,
daß diese leicht geeignet ist, den Vorsprüngen eine wesentliche Höhe von der Originalebene
der Platte zu geben, in welcher z. B. die dazwischen liegenden Beanspruchungsteile
16 in einer Weise, wie in Fig.
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4 und auch in Fig. 5 dargestellt, angeordnet sind, wodurch die oberen
Teile der Vorsprünge 12 dünner sind als die unteren Teile davon, wogegen die dazwischen
liegenden Beanspruchungsteile 16 vorzugsweise einen optimalen Werkstoffanteil behalten,
wodurch maximale Eigenschaften zur Verhinderung einer Beanspruchung vorgesehen werden.
Weiterhin kann der geformte strukturellen Körper, der die Platte 10 mit den darin
eingeformten länglichen Vorsprüngen 40 aufweist, durch eine einfache Stempel- und
Gesenk-Anordnung hergestellt werden. Die Gestalt der Vorsprünge 12 kann ebenfalls
ohne Reißen oder
Scheren ausgebildet werden und falls erwünscht,
kann das sich daraus ergebende Erzeugnis undurchlöchert sein. Insbesondere wenn
der strukturelle Körper entweder in einer strukturellen Einheit oder in einer fertigen
strukturellen Platte gebraucht wird, durch welche nach Wunsch Kabelausschnitte oder
dgl.
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hindurchgeführt werden, kann der strukturelle Körper für sich mit
geeigneten Öffnungen von begrenztem Durchmesser an geeigneten Stellen sowohl durch
die dazwischen liegenden Beanspruchungsteile oder die äußeren Enden, z. B. die Vorsprünge,
versehen sein und wenn gewünscht, ohne Beeinträchtigung der der Belastung wider
stehenden Fähigkeiten des strukturellen Körpers aufgrund der isotropischen Eigenschaften
der Einheit.
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Bei den meisten Anwendungen der Erfindung weist der strukturelle Körper
die Platte 10 und die länglichen darin eingeformten Vorsprünge 40 auf und ist mit
einer zweiten ebenen Platte 20 kombiniert. Aufgrund der Tatsache, daß die oberen
Enden der Vorsprünge 12 im wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen Ebene liegen,
kann die Platte 12, wenn sie an den äußeren Enden der Vorsprünge 12 ansteht, mit
diesen oberen Enden durch geeignete Mittel verbunden werden, z. B. durch Schweißen,
Nieten, Kleben, unmittelbares Verbinden oder irgendein anderes bekanntes Mittel
geeigneter Art, durch welches die ebene Platte 20 mit den Vorsprüngen 12 fest verbunden
ist. Hierdurch ergibt sich eine strukturelle Einheit, welche eine höchst brauchbare
Anwendung findet, wenn sie in einer zusammengesetzten Platte gebildet wird. Verschiedene
bevorzugte Ausführungsbeispiele davon sind teilweise in den Fig. 4 bzw. 5 in lotrechtem
Schnitt und entsprechend in den Fig. 6 bzw. 7 dargestellt, in welchen Eckenteile
einer verbundenen strukturellen Platte eines Ausführungsbeispieles und eines zweiten
Ausführungsbeispieles 24 davon in Draufsicht dargestellt sind.
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Zur Bildung der zusammengesetzten Platte sind deren die Gestalt und
Größe der Platte 10 mit den länglichen Vorsprüngen darin begrenzenden Ränder zur
Bildung eines verstärkenden Versteifungsflansches 26 im rechten Winkel nach oben
abgebogen, der die gleichen lotrechten Dimensionen wie die Höhe der Vorsprünge 12
hat. In den in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Endrand
des Versteifungsflansches 26, der auf allen vier Seiten der zusammengesetzten Platte
fortlaufend ist, in einem rechten Winkel nach außen gebogen und bildet vorzugsweise
eine fortlaufende Lippe 28, deren Oberfläche in einer Ebene liegt, die gleich ist
der Ebene, in welcher die oberen Enden der Vorsprünge 12 liegen, wodurch die zweite
flache Platte 20 zugleich an der Oberseite der Lippe 28 und an den oberen Enden
aller Vorsprünge 12 ansteht.
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Es ist selbstverständlich, daß die flache Platte 20 ebenfalls im wesentlichen
die gleiche Endgestalt und Größe wie die Ausführung des strukturellen Körpers 30
hat, mit welchem sie fest verbunden ist.
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Wie aus der Darstellung der Anordnung der länglichen Vorsprünge 40
innerhalb der Platte 10 des strukturellen Körpers 30, insbesondere aus Fig. 1, ersehen
werden kann, ist eine sehr häufige Unter-stützung der zweiten flachen Platte 20
vorhanden, wodurch eine Platte mit im wesentlichen verringerter Dicke benutzt werden
kann, und diese hat noch einen ausreichenden Widerstand gegen Einbuchtung selbst
unter örtlichen Lasten, wenn sie mit der flachen Platte 20 der zusammengesetzten
strukturellen Platte 22 und dem strukturellen operativen geometrischen Muster angewandt
wird, welches das einzige Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Vorsprünge und
dem Mittenabstand dazwischen verwirklicht, um einen vergrößerten Widerstand gegen
Durchbiegung im Verhältnis zum Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und zur strukturellen
Qualität vorzusehen, selbst wenn sie beträchtlichen Lasten entweder einheitlicher
oder konzentrierter Art ausgesetzt sind.
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I)ie zusammenjesetzte strukturelle Platte 24 nach den Fig.
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5 und 7 gleicht der Platte in den Fig. 4 und 6 mit Ausnahme, daß der
Versteifungsflansch 32 eine größere Tiefe hat als die Vorsprüntwe 12 der länglichen
Vorsprünge 40 hoch sind und durch eine Einrichtung zum Niederdrücken der Umfangsteile
34 der zusätzlichen Ausbildung des strukturellen Körpers 36 aus den verbleibenden
Teilen der Grundplatte 10 in einer Richtung gebildet ist, die entgegengesetzt der
Richtung ist, von denen sich die Vorsprünge 12 erstrecken. Hierdurch wird ein Teil
gebildet, der sich entgegengesetzt zu den Vorsprüngen 12 erstreckt und in dem der
Versteifungsflansch 32 sich in die gleiche Richtung wie die Vorsprünge 12 erstreckt
und von größerer lotrechter Abmessung als der Flansch 26 in dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 ist. Die sich daraus ergebende zusammengesetzte strukturelle Platte
24 nach den Fig. 5 und 7 ist bei dieser Bauform besonders für die Unterstützung
hergerichtet, insbesondere an deren Ecken. Dadurch sind keine Stütz träger zwischen
geeigneten Auflagern erforderlich, welche z. ß. in einem angehobenen Boden, insbesondere
einem sogenannten zugänglichen Boden, notwendig sind, für welchen eine Anzahl solcher
struktureller Platten als Fußbodenplatten benutzt wird und unter welchen Umständen
viele der erhältlichen strukturellen Platten, die z. Zt. in Gebrauch sind, nicht
die erforderliche Festigkeit längs ihren Rändern aufweisen.
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Trotz des Umstandes, daß die zwischenliegenden Beanspruchungsteile
16 der in den vorgenannten Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung
gebogen und in Draufsicht im wesentlichen sinusförmig sind, werden diese Beanspruchungsteile
in dieser Form beibehalten und diese Form wird nicht geändert, wenn sie einer Beanspruchung
aufgrund der Tatsache unterworfen sind, daß die Kreisform der Vorsprünge 12 im Querschnitt
die Belastun(asbeanspruchuny in eine Ringbeanspruchung nahe
den
einander gegenüberliegenden Seiten des Beanspruchungsteiles umwandelt. Es ist bekannt,
daß eine Ringbeanspruchung die stärkste Form für den Widerstand gegen Verformung
aus ihrer ursprünglichen Gestalt ist, wenn Kräfte radial rings um deren Umfang wirken.
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersehen werden kann, erstrecken sich die zwischenliegenden
Beanspruchungsteile 16 im wesentlichen rund um alle Seiten der kreisförmigen Vorsprünge
12 und benutzen dabei die Eigenschaft der Ringbeanspruchung solcher Vorsprünge in
vorteilhafter Weise für den angegebenen Zweck in bezug auf die Beanspruchun3steile
16.
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Weiterhin ist der Hauptteil der Umfänge, insbesondere der Umfänge
der einander gegenüberliegenden Endteile der länglichen Vorsprünge 40 in Draufsicht
kreisförmig, wodurch die vorgenannte Ringbeanspruchung auftritt, welche dazu dient,
die dazwischen liegenden Beanspruchungsteile 16 aufrechtzuerhalten.
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Dies wird durch die Diagrammlinien 14 in Fig. 1 ausgedrückt, welche
deren Sinusform darstellt, selbst wenn die Platte 10 belastet ist.
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Ein vielseitigeres Konzept der einzelnen Ausführungsbeisniele von
zusammengesetzten Platten ist in den verschiedenen Ausführungsbeispielen in den
vorgenannten Figuren gezeigt und dargestellt. Besonders wird auf Fig. 8 hingewiesen,
wo die zusammengesetzten strukturellen Platten 22 und 24 in Ansicht von unten gezeigt
sind, welche den lotrechten Teilschnitten davon in den Fig. 4 bzw. 5 entsprechen.
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In Fig. 10 ist ein Teil der strukturellen Platte 10 mit länglichen
Vorsprüngen 40 dargestellt. Die Qualität der gebogenen, dazwischen angeordneten
Beanspruchungsteile 16 wird vergrößert durch Bildung einer zusätzlichen Verstärkungsrippe
56 in mindestens einiger der Beanspruchungsteile 16.
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Von den Verstärkungsrippen 56 sind einige beispielhaft in Fig. 10
dargestellt und auch im Querschnitt nach Fig. 11,
die einen größeren
Maßstab hat als die Fig. 10. Die Verstärkungsrippen 56 folgen im allgemeinen der
Gestalt der gebogenen bandförmigen zwischenliegenden Beanspruchungsteile 16. Obwohl
nur ein Paar Rippen in dem in Fig. 10 aufgezeichneten Muster sich gegen-seitig überschneidend
dargestellt sind, ist es selbstverständlich, daß irgendeine gewünschte Anzahl solcher
zusätzlicher Verstärkungsrippen nach Wunsch benutzt werden kann, insbesondere in
bezug auf die erforderliche Festigkeit in Verbindung mit der Dicke der Platte 10
und der Gestalt und den Abständen der sich daraus erhebenden Vorsprünge.
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Noch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Musters von Vorsprüngen,
das in Verbindung mit den Grundzügen der Erfindung benutzt werden kann, ist in den
Fig. 12 und 13 dargestellt, in welchen ein Teilschnitt einer strukturellen Platte
10 dargestellt ist. Diese besondere Darstellung weist eine Mischung unterschiedlicher
Gestalten von länglichen Vorsprüngen und anderen Vorsprüngen auf, die in verschiedenen
der vorhergehenden Figuren genauer dargestellt sind, und auch die kreisförmigen
Vorsprünge 12, welche in gleicher Weise in verschiedenen der vorhergehenden Figuren
gezeigt sind.
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Zusätzlich zu diesen vorstehend beschriebenen länglichen Vorsprüngen
und anderen Vorsprüngen weist jedoch das in den Fig. 12 und 13 dargestellte Ausführungsbeispiel
noch einen zusätzlichen Vorsprung mit einem Teil 58 auf, der aus der ursprünglichen
Platine der strukturellen Platte 10 herausgezogen ist. Der herausgezogene Teil 58
hat in bezug auf die Platte 10 die gleiche Tiefe wie die länglichen Vorsprünge 40
und die kreisförmigen Vorsprünge 12. Der Teil 58 ist in einem Muster von solchen
Vorsprüngen umgeben, aber in einer Weise, daß das gesamte Muster wiederholt gerade
Linien eines
klaren Durchblickes zwischen einer der Seiten des
strukturellen Körpers verhindert, wenn längs einer Ebene parallel zu den dazwischen
liegenden Beanspruchungsteilen 16 gesehen wird.
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Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig.
14 und 15 in bezug sowohl auf die strukturellen Körper 30 und 34 und die gleichen
strukturellen Körper 42 und 44 als auch auf die kombinierten strukturellen Platten
22 und 24 dargestellt, in welchen sie jeweils eingeschlossen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind der Versteifungsflansch 26 und die umlaufende Lippe 28 bei diesen besonderen
strukturellen Körpern und diesen zusammengesetzten strukturellen Platten an den
oberen Enden begrenzt und lassen die umlaufende Lippe 28 aus, wodurch die oberen
Enden des Flansches unmittelbar an den benachbarten Flächen der flachen Deckplatte
20 in diesen Körpern und Platten anliegen und die die oberen Enden der Flanschen
fest mit den Umfängen der oberen ebenen Deckplatte verbinden, welche auch in der
lotrechten Ebene der Außenseiten der Versteifungsflansche enden, wie sich aus den
Fig. 14 und 15 ergibt. Wenn die derart ausgebildeten strukturellen Platten in einem
zugänglichen Fußboden verlegt werden, so liegen die äußeren Seiten der Versteifungsflansche
einander benachbarter Platten in dem verlegten zugänglichen Boden nahe beieinander.
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Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig.
16 und 17 dargestellt und gleich dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11
ist die Wirkung der gebogenen, dazwischen liegenden Beanspruchungsteile 16 vergrößert.
Besondere zusätzliche Vorsprünge 60 sind in den Beanspruchungsteilen 16 zwischen
den länglichen Körpern 40 mit geringerer Höhe als die Vorsprünge 12 angeordnet.
Wie vorstehend in bezug auf die Fig. 8 angegeben, sind die Vorsprünge 12 in
einer
Art angeordnet, daß sie Rhombusse bilden, deren Diagramme mit der Ziffer 18 angegeben
sind. Die zusätzlichen Vorsprünge 60 sind vorzugsweise in der Mitte der quadratischen
Bereiche zwischen den Rhombusmustern 18 angeordnet und so groß gewählt, daß sie
einen ebenen Teil jener Beanspruchungsteile 16 übrig lassen, wobei diese Teile zwischen
den Vorsprüngen 60 und den Vorsprüngen 12 angeordnet sind, welche die Ecken der
quadratischen Bereiche 62 bilden. Die Aufnahme von Spannungs-und Druck-Beanspruchungen
durch die Beanspruchungsteile 16 ist durch den Einschluß der Vorsprünge 16 daher
im wesentlichen unbeeinflußt, da den Beanspruchungen durch Verteilung rund um die
Vorsprünge 60 widerstanden wird. Zugleich kann der Teilungsmodul der Platte mit
einem innewohnenden Gewinn an Steifigkeit vergrößert werden.
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Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 16 und 17 können bei speziellen
Anwendungen orteilhaft sein, die eine kleine aber trotzdem vergrößerte Festigkeit
des Ausführungsbeispiels nach Fig. 8 erfordern, können aber unerwünscht sein, wenn
die Anwendung derart war, daß eine vergrößerte Sektionstiefe unerwünscht war. Als
Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf Fig. 14 kann die größere Dicke der
Platte es bei solchen Installationen unerwünscht machen, einen kleinen Spalt zwischen
dem Unterboden und der Platte vorzusehen, wenn die Vorsprünge 60 in den Beanspruchungsteilen
16 gebildet sind und sich von der Platte in einer Richtung arstrecken, die den Vorsprüngen
12 entgegengesetzt sind.
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Aus dem Vorherstehenden ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung
eine Anzahl Ausführungsbeispiele struktureller Körper und zusammengesetzter struktureller
Platten vorsieht, welche das gleiche einschließen und bei welchen solche Platten
mit verhältnismäßig geringem Gewicht sind und eine Optimierung
der
Unterstützung durch Benutzung des effektivsten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses
und der strukturellen Qualität beinhalten und welche sowohl einen maximalen Widerstand
gegenüber Durchbiegung als auch einen Widerstand gegen Einbuchtung der ebenen Deckplatte
solcher Platten aufgrund der häufigen strukturellen Unterstützungen dafür durch
Vorsprünge in der zugehörigen strukturellen Platte aufweisen. Für eine maximale
Unterstützung der flachen Platten 20 durch Vorsprünge 12 in der Platte 10 ergibt
sich aus den verschiedenen dargestellten Ausführungsbeispielen, daß zusätzlich einzelne
Vorsprünge, die keine Teile von Paaren davon oder des Leinwandbindungsmusters oder
der Rhombenausbildung sind, in der Platte 10 eingeschlossen sind und ähnlich den
Vorsprüngen in den Mustern sind und in Bereichen der Platte angeordnet sind, welche
sonst nicht die gewünschte Unterstützung der ebenen Platten 20 der zusammengesetzten
Strukturen und strukturellen Einheiten der Erfindung bieten.
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Um die beträchtlich verbesserten Charakteristiken und Eigenschaften
der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren, wurden Vergleiche mit bekannten Platten
für zugängliche Böden gemacht, die handelsüblich sind. Vergleiche wurden gemacht
auf den Grundlage Stärke zu Gewicht und strukturelles Qualitätsverhältnis. Beide
Grundlagen sind nachstehend im einzelnen beschrieben.
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Von den vorhandenen bekannten Platten haben einige einen vergleichbaren
Widerstand gegen Biegung, wenn sie entweder in der Mitte der Platte und/oder in
dem mittleren Teil des Umfanges belastet werden, wobei sie aber bedeutend mehr Material
durch Gewicht und/oder Dicke der Platte erfordern. Damit die bekannten Platten die
gleiche Qualität aufweisen, brauchen sie zusätzlichen Werkstoff und/oder eine größere
Dicke der Platte, um das erforderliche Beharrungsvermögen oder Trägheitsmoment
entwickeln
zu können, da sie sonst eine qeringere strukturelle Qualität haben. Durch die Kombination
von Gewichtseinsparungen an Werkstoff, geringere Dicke der Platte und Biegequalität
bilden die Platten nach der vorliegenden Erfindung eine beträchtliche Verbesserung
in ihrer strukturellen Qualität.
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In einigen Fällen liegt die Verbesserung über 150 %.
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Das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis wird im Sinne der vorliegenden
Erfindung benutzt, um die Ausbiegung unter einer vorgegebenen Last ins Verhältnis
zu setzen zu dem Massengewicht des Werkstoffes, wie in folgender Formel ausgedrückt:
Durchbiegung der Einheit 1 X Massengewicht der Einheit 1 Durahbiegung der Einheit
2 Massengewicht der Einheit 2 100 Das Ergebnis ist ein numerisches Qualitätsverhältnis,
das in einer Prozentzahl ausgedrückt ist zwischen der bekannten Einheit 1 und der
Einheit 2 nach der Erfindung für einen zugänglichen Fußboden.
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Die Daten, die für die vorliegende Erfindung in der Formel benutzt
werden, sind ein Durchschnitt von drei zufälligen Mustern, die aus einem Versuch
entnommen sind, und die Daten für die bekannten Platten sind abgeleitet von auf
dem Markt erhältlichen Musterplatten.
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Das strukturelle Qualitätsverhältnis ist ein Vergleichsverhältnis,
das die Durchbiegung, das Massengewicht und die Dicke des Teiles der Platte ins
Verhältnis setzt. Zusammengefaßt ist es ein Maß für die Qualität des Plattenteiles
unter Benutzung
der Masse des Werkstoffes, was in folgender Formel
ausgedrückt wird: Durchbiegung Einheit 1 X Massengewicht Einheit 1 Durchbiegung
Einheit 2 Massengewicht Einheit 2
| Teildicke der Einheit 1 2 |
| Teildicke der Einheit 2J |
Das Ergebnis ist ein numerisches strukturelles Qualitätsverhältnis, das ausgedrückt
wird in Prozenten der bekannten Einheit 1 im Vergleich zur Einheit 2 nach der Erfindung
bei zugänglichen Fußböden. Wie zuvor sind die in der Formel benutzten Daten für
die vorliegende Erfindung ein Mittel aus drei Musterplatten, die aus einem Versuch
entnommen sind und die Daten für die bekannte Platte sind abgeleitet von auf dem
Markt erhältlichen Platten.
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Die Versuchsdurchführung war für alle geprüften Platten gleich.
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Drei Platten wurden willkürlich aus einem Versuch mit Platten der
vorliegenden Erfindung ausgewählt und wurden zugleich mit auf dem Markt befindlichen,
käuflich erhältlichen Vergleichsplatten geprüft. Jede Platte wurde auf feste Auflagerstützen
ohne die Benutzung von Randträgern aufgelegt. Konzentrierte Lasten gleicher Größe
wurden auf der Mitte jeder Platte und in dem mittleren Teil des Umfangs aufgebracht.
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Die Größen der Ausbiegungen wurden von der Unterseite der Platte,
die unmittelbar unter der Last stand, abgenommen.
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Alle Platten wurden entsprechend der vorherigen Aufzeichnung der Biegung
wieder belastet. Bei jeder Belastungsfolge wurde auch das Dauersetzen aufgezeichnet.
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Die Tabelle am Ende der Beschreibung zeigt die Verhältnisse zwischen
Festigkeit und Gewicht und die strukturelle Qualität.
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Die Unterschiede in diesen Parametern sind als eine prozentuale Verbesserung
der Qualität der Platten nach der vorliegenden Erfindung angegeben. Es wird darauf
hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung Qualitäten hat, die über den Qualitäten
der früher bekannten Platten und/oder der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Platten
liegen. Als Anhalt, das Durchschnittsgewicht der Platten nach der vorliegenden Erfindung
lag bei 9,2 kg.
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Wie sich aus den Daten der Tabelle ergibt, zeigt die vorliegende Erfindung
eine gewaltige Verbesserung in den Verhältnissen der strukturellen Qualität und
der Festigkeit gegenüber dem Gewicht im Vergleich zu allen erhältlichen bekannten
Platten und solchen, die erst kürzlich auf den Markt kamen. Die vorliegende Erfindung
bietet eine Verringerung im Materialbedarf gegenüber allen Platten, mit der sie
verglichen wurde. Sie hat ein verbesserten Widerstand gegenüber Biegung, wenn sie
belastet und als eine Platte für einen zugänglichen Fußboden benützt wird.
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Die vorliegende Beschreibung zeigt bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung. Jedoch können die benutzten Konzepte gemäß der vorliegenden Beschreibung
auch in anderen Ausführungsbeispielen benutzt werden, ohne sich aus dem Rahmen der
Erfindung zu entfernen. Demzufolge haben die Ansprüche die Absicht, die Erfindung
sowohl weit als auch in den besonders dargestellten Ausführungsformen zu schützen.
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Anlage Tabelle
| R a n d M i t t e |
| Modell oder Patent Industrie- Vergleichs- Festig- Strukturelles
Festig- Strukturelles |
| Name Nummer bezeichnung platte keits-Ge- Qualitäts- keits-Ge-
Qualitäts- |
| Gewicht wichts- Verhältnis wichts- Verhältnis |
| Verhältnis Verhältnis |
| MARK 3 696 578 Liskey 11,7 kg 30,1 % 20,3 % 2,3 % 75,2 % |
| 30 Swenson Architect- |
| Oct.10, ural |
| 1972 |
| MARK 3 696 578 Liskey 9,9 kg 8,6 % 17,0 % 56,8 % 182,4 % |
| 40 wahr- Architect- |
| schein- ural |
| lich |
| Swenson |
| Oct.10, |
| 1972 |
| MARK Nicht Donn 11,1 kg 73,2 % 57,8 % 67,0 % 193,8 % |
| 50 bekannt Products |
| MULT-A- ähnlich Mult-A- 11,1 kg 69,1 % 35,0 % 49,0 % 129,6 |
| FRAME 2 391 997 Frame |
| Noble |
| Jan.1, |
| 1946 |
| WACO- 3 258 892 Washing- 14,1 kg 183,6 % 77,5 % 109,8 % 153,3
% |
| PLATE Rushton ton |
| July 5, Aluminium |
| 1966 |