DE3229671C2 - Balken- oder rostförmiges Stahlbeton-Bauelement zum Aufbau von Flächen-Spaltenböden für Viehstallungen - Google Patents

Abstract

Ein Stahlbeton-Bauelement für Flächen-Spaltenböden mit nach unten sich verjüngendem Querschnitt dient beim Zusammenlegen mehrerer Elemente dem Aufbau eines Spaltenbodens mit einer Mehrzahl nach unten sich erweiternder Güllespalte (2). Das Bauelement (1) kann die Form von Balken oder Rosten haben und ist dicht unter der Auftrittsfläche (13) zur Vermeidung von Kotansätzen mit seitlichen Kotabbrechkanten (12) ausgestattet. Um eine Benetzung der Seitenflächen (3) des Bauelementes (1) insbesondere in der unteren, zugbeanspruchten Zone mit Gülleflüssigkeit infolge deren Herabfließens an den Seitenflächen und damit Zersetzungen infolge Eindringens der Flüssigkeit in die dort entstehenden Haarrisse wirksam zu verhindern, hat das Bauelement entlang der Seitenflächen (3) in der Nähe der neutralen Faser (40) einen hinterschnittenen Tropfrand (5). Von diesem Tropfrand (5) tropft die Flüssigkeit durch Schwerkraftwirkung ab.

Description

Die Erfindung betrifft ein balken- oder rostförmiges Stahlbeton-Bauelement zum Aafbav «on Flächen-Spaltenböden für Viehstallungen mit sich von einer Auftrittsfläche nach unten verjüngendem Querschnitt zur Ausbildung von Güllespalten, wobei im Bereich dieser Querschnittsverjüngung an dem Bauelement eine sich im wesentlichen über die Länge des betreffenden Güllespalts erstreckende, einen hinterschnittenen Rand bildende Abreißkante für die Gülle ausgebildet ist.

Bei einem bekannten Bauelement dieser Art (DD-PS 44 045) ist für berührungswarme Spaltenböden die GuI-le-Abreißkante für den Kot und die Gülleflüssigkeit an einem auch die Auftrittsfläche und die Spaltseitenflächen umfassenden Profilteil aus Kunstharzmaterial wie PVC, Polyester o. ä. ausgebildet, das auf ein balkenförmiges Grundelement aus Metall, wie Stahl oder aus Stahlbeton aufgesetzt wird. Bei der Stahlbetonausbildung erfordert die für die Funktion der Abreißkante unabdingbare starke Hinterschneidung einen ausreichend großen Abstand zur Auftrittsfläche, um zu vermeiden, daß infolge der Querschnittsverjüngung in diesem hinsichtlich der Aufnahme von Scher- oder Biegekräften kritischen Bereich im Belastungsfalle Beschädigungen des Betons durch Abplatzen bzw. Brechen desselben eintreten. Dieser relativ große Abstand wiederum führt aber dazu, daß sich oberhalb der Abreißkante Kot festsetzt und mit zunehmender Benutzung immer stärker aufbaut, bis es zu einer wesentlichen Verengung der Güllespalten und somit dazu kommt, daß deren reinigende Funktion maßgeblich beeinträchtigt oder völlig aufgehoben wird.

Praktisch gleiche Probleme wirft ein weiteres bekanntes Bauelement auf (DE-GM 70 17 422), bei dem die Abreiß- oder Tropfkante am Ende von senkrechten, den Güllespalt begrenzenden Seitenwänden ausgebildet ist. Abgesehen davon, daß die parabelförmige Hohlkantenhinterschneidung zu sehr spitzen, beim Transport leicht abbrechenden Nasen führt, ist bei diesem bekannten Bauelement entweder die Spalthöhe über der Abreißkante zu groß und führt zum Kotfestsetzen und -aufbauen, oder der Querschnitt über der Hinterschneidung genügt nicht den Festigkeitsanforderungen. In letzterem Fail bilden sich schnell Risse, die zum Angriff der aggressiven Gülleflüssigkeit an den in diesem Bereich vorgesehenen Bev ^hrungseisen mit den 'im folgenden beschriebenen Konsequenzen führen.

Endlich ist es aus der Praxis bekannt, im oberen Bereich eines sich verjüngenden Güllespalts dicht unterhalb der Auftrittsflächen eine Kotabbrechkante vorzusehen, die durch eine im wesentlichen bis zu ihr senkrecht verlaufende und dann etwas zurückspringend und weiter im Winkel geführte Seitenwandung ausgebildet wird. Diese Kotabbrechkanten verhindern ein aufbauendes Ankleben der Feststoffe und eine damit verbundene zunehmende Verschmutzung der Auftrittsfläche des Spaltenbodens. Nicht verhindern können diese Kotabbreehkanten aber, daß die Güiiefiüssigkeit an den Seitenflächen des Bauelements bis zu dessen unterem Abschluß hinabläuft und die gesamte Seitenfläche benetzt, ehe sie von der untersten Kante abtropft Diese flächenhafte Benetzung ist insofern von wesentlichem Nachteil, als schlaff bewehrte, d. h. nicht vorgespannte Spaltenboden-Bauelemente insbesondere in ihrem unterhalb der neutralen Faser liegenden Zugbereich, also der auf Zug beanspruchten Zone des Bauelementquerschnitts, zur Rißbildung neigen. Diese Rißbildung ist besonders bei einer wirtschaftlichen Dimensionierung des Bauelements sehr häufig zu beobachten, und zwar um so stärker, je höher die Belastung ist. Unter dieser Belastung öffnen sich bei zunehmender Benutzungsdaucr die Haarrisse immer stärker. Die an den Seitenwänden der Bauelemente herablaufende, die Flächen benetzende Gülleflüssigkeit tritt in die Risse ein und führt aufgrund aggressiver Bestandteile wie Harnsäure, Milchsäure od. dgl. zu starken chemischen AngrhTcn am Beton und zur Korrosion der Bewehrung, was sich deshalb nachteilig auswirkt, als die Bewehrung des Stahlbeton-Bauelements vornehmlich in dem unteren, auf Zug beanspruchten Teil des Querschnitts liegen. Durch das Eindringen der aggressiven Flüssigkeit in die Haarrisse wird die Lebensdauer von aus solchen Stahlbeton-Bauelementen aufgebauten Spaltenböden wesentlich verringert. Die Kotabbrechkanten, die praktisch nur durch seitliches Zurücktreten der weitergeführten Seitenwandung ausgebildet sind, können, wie die Praxis gezeigt

so hat, eine Benetzung des unteren Teils der Seitenflächen nicht verhindern, da die Flüssigkeit durch Adhäsionskräfte über den schmalen horizontalen Teilverlauf auf die Hauptteile der Flächen übergeleitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stahlbeton-Bauelement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem die Haltbarkeit des Spaltenbodcns erhöht und sowohl der Kotaufbau als auch die Zerstörung des in der Zugzone des Stahlbeton-Bauelements liegenden Bereichs durch aggressive Flüssigkeit vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb der Abreißkante eine zusätzliche, dicht unterhalb der Auftrittsfläche befindliche, sich ebenfalls im wesentlichen über die Länge der Güllespalte erstrckkende Kotabbrechkante angeordnet und daß die Abreißkante als Tropfrand für Gülleflüssigkeit im Bereich der neutralen Faser ausgebildet ist. Durch diese Anordnung ist der eigentliche Tropfrand mit der die Adhä-

sionskräfte der Gülleflüssigkeit aufhebenden ausreichenden Hinterschneidung genügend weit von der Auftrittsfläche nach unten — in Ablaufrichtung der Gülle gesehen — verschoben, daß das Bauelement im Hauptbelaslungsbereich der Auftrittsfläche ein ausreichend hohes Widerstandsmoment haben kann, das durch die nur als schmaler Absatz ausgebildete Kotabbrechkante praktisch nicht beeinträchtigt wird. Letztere reicht aber aus, um sicherzustellen, daß der Kot gleich nach seinem Eintritt in den Güllespalt abbrechen kann, solange er sich durch die Schwerkraft noch in Bewegung befindet und nicht anklebt Das heißt, die Strecke, innerhalb der die Schwerkraft größer als die Haftreibung ist, ist groß genug, um die Verstopfung des Güllespalts infolge haftenden Kotaufbaus zu verhindern. Die Flüssigkeit hingegen, die zudem die Gefahr des Kctanhaftens in diesem Bereich merklich mindert kann über die Kotabbrechkanw hinweg in den sich verjüngenden Seitenwandbereich gelangen und wird dann mit Sicherheit von dem stark und ausreichend hinterschnittenen Tropfrand von der gefährdeten Zugzone des Stahibeton-Bauelementes ferngehalten werden, indem sie durch die Einwirkung der Schwerkraft von dem Tropfrand im freien Fall in den unterhalb des Spaltenbodens angeordneten Güllesammler gelangen kann. Durch die Hinterschneidung ist sichergestellt, daß keinerlei waagerechter Transport, d. h. kein »Kriechen« von Flüssigkeit, wie es noch im Bereich bekannter alleiniger Kotabbrechkanten möglich ist, mit sich daran anschließender flächiger Benetzung der Seitenwände im kritischen Zugbereich, d. h. unterhalb der neutralen Faser, erfolgen kann. Darüber hinaus ist aber durch die Anordnung der hinterschnittenen Tropfkante im Bereich der neutralen Faser und vorzugsweise im wesentlichen — d. h. hinsichtlich der Funktion von Tropfkante in Verbindung mit der ihr zugeordneten Hinterschneidung — oberhalb derselben gewährleistet, daß die Güllenasen- oder Tropfkantenausbildung nicht zu nahe an der Auftrittsfläche liegt und die dadurch implizierte Verjüngung des Querschnitts des Bauelements nicht schon dort stattfindet, wo das Bauteil, wie angeführt, möglichst massiv sein muß, nämlich in der Druckzone, sondern erst in dem Bereich, in dem die Druckkräfte wesentlich abnehmen und praktisch gegen Null gehen (neutrale Faser).

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß sich der oberhalb der > <otabbrechkante befindliche, zu dieser von der Auftrittsfläche verlaufende Seiienwandteil im wesentlichen senkrecht zur Auftrittsfiächc erstreckt. Damit erhält man eine günstige Ausbildung des gefährdeten Bereiches im Hinblick auf Lagerung" und Transport der Teile, die so bündig und ohne vorspringende Kanten gegeneinander liegen können. Obwohl die Detailausbildung des Tropfrandes lediglich von sekundärer Bedeutung ist, solange durch die Hinterschneidung und ihre Lage zur neutralen Faser mit Sicherheit ein Benetzen der darunter liegenden Seitenflächen des Bauelements vermieden wird, können von Fall zu Fall je nach Anwendungszweck und bestimmten Randbedingungen gewisse, teilweise für sich bekannte Randausbildungen zweckmäßig sein. So ist beispielsweise eine spitzwinklige Kantenausbildung des Randes vorteilhaft für ein absolut sicheres, praktisch hundertprozentiges Abtropfen aller Flüssigkeit ohne auch nur die geringste Benetzungsgefahr selbst im unmittelbaren Bereich des Tropfrandes. Da aber spitzwinklige Kanten hinsichtlich der Ausbildung und besonders des Transports, auf dem es leicht zjti Ab- oder Ausbrechen von Teilen kommen kann, oftmals nur schwierig zu erreichen und zu erhalten sind, kann auch eine abgerundete Ausbildung des Tropfrandes vorgesehen sein, die hinsichtlich der Form, Größe und Tiefe der Hinterschneidungen ebenfalls ein sicheres Ablenken aller Gülleflüssigkeit ermöglicht In diesem Sinn kann der Tr^rand besonders vorteilhaft an einem nach unten sich erstrekkenden Steg, der im wesentlichen rechteck- oder trapezförmigen Querschnitt haben kann, ausgebildet sein.
Entscheidend ist jedoch, zusammenfassend betrachtet, die Kombination zweier Abreißkanten, von denen die obere nur einen mäßigen, die Festigkeitsverhältnisse praktisch nicht beeinträchtigenden Hinterschnitt hat, während die zweite als Flüssigkeitstropfrand erheblich stärker hinterschnitten in einem Bereich liegt der keinen Einfluß mehr auf die Festigkeitsverhältnisse der Auftrittsfläche hat

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. i einen Teil-Querschnitt durch einen aus rostförmigen Stahlbeton-Bauelementen aufgebauten Flächen-Spaltenboden und

Fig.2 eine teilweise Draufsicht auf einen solchen Spaltenboden in gegenüber F i g. 1 verkleinertem Maßstab.

Ein Ftachen-Spaltenboden für Viehstallungen ist aus einer Mehrzahl rostförmiger Stahlbeton-Bauelemente 1 aufgebaut von denen in F i g. 1 eines vollständig im Schnitt und eines teilweise erkennbar ist. Solche Bauelemente 1 sind, wie aus F i g. 2 erkennbar, parallel nebeneinander angeordnet und bilden so in ihrer Gesamtheit einen Flächen-Spaltenboden mit einer Auftrittsfläche 13, wobei sie auf einem nur mittels einer doppelten strichpunktierten Linie angedeuteten Lager 11 ruhen.

Jedes Bauelement ist mit von der Auftrittsfläche nach unten verlaufenden Seitenflächen 3 ausgebildet, deren Detailausbildung weiter unten noch erläutert wird und die bei Nebeneinanderlegen mehrerer Bauelemente 1 zwischen diesen Güllespalten 2 erzeugen. Ebenso trägt im Falle rostförmiger Bauelemente 1, wie sie in dem dargestellten Beispiel gezeigt sind, jedes derselben in sich eine Anzahlsolcher Güllespalten 2, wodurch der Flächen-Spaltenboden insgesamt einen genügenden Durchtrittsquerschnitt für Kot und Urin des Viehs, also die Gülle aufweist Die in jedem Bauelement 1 angeordneten Güllespalten 2 erweitern sich ebenso wie die zwischen einzelnen Bauelementen 1 ausgebildeten infolge der noch zu beschreibenden Ausbildung der Seitenflächen 3 nach unten, um einen leichten Durchtritt, insbesondere des Kots zu ermöglichen.

Die im wesentlichen aus Beton hergestellten Bauelemente 1 weisen zur Aufnahme der bei Belastung auftretenden Zugkräfte eine Bewehrung 4,4' auf. Die neutrale Faser ist mit 40 bezeichnet. Im Bereich oberhalb dieser neutralen Faser treten bei normaler Belastung des Spaltenbodens Druckkräfte auf, darunter Zugkräfte. Die neutrale Faser kann sich, je nach Höhe der auftretenden Belastung, in vertikaler Richtung etwas verlagern.
Im Bereich der nc jtralen Faser 40 und — hinsichtlich der beabsichtigten Funktion vorzugsweise im wesentlichen — oberhalb derselben sind, über die Gesamtlänge der Spalte 2 sich erstreckend, an den Seitenflächen hinterschnittene Tropfränder 5 ausgebildet, die ein Benetzen der unterhalb der neutralen Faser 40 liegenden, auf Zug beanspruchten Bereiche der Bauelemente 1 verhindern, indem von oben her an den Seitenflächen 3 herablaufende Flüssigkeit von ihnen infolge Schwerkraftwirkung vertikal nach unten abfließen bzw. abtropfen kann.

Durch Hinterschneidungen 50 ist sichergestellt, daß selbst ein »Kriechen« der Flüssigkeit in den Bereich unterhalb der Tropfränder 5 nicht eintreten kann.

Die Tropfränder 5 können entsprechend den jeweiligen Erfordernissen unterschiedliche Formen aufweisen, wie sie rein beispielhaft an dem dargestellten Querschnitt nebeneinander gezeigt sind. So ist es möglich, die Bauelemente mit spitzwinkligen Kanten Sl, gezeigt im linken Teil des Bauelements 1, auszubilden. Ebenso gut können sie aber auch die Form abgerundeter Nasen 52 haben oder als breitere Ränder 53 an nach unten sich erstreckenden Stegen 54 ausgebildet sein. Im Detail wird die Ausbildung der Tropfränder so vorgesehen, daß sich einerseits ein günstiges Entschalen der Bauelemente ermöglichen läßt und andererseits ein vernünfti- ger Kompromiß zwischen dem erforderlichen Abtropfen und einem ausreichenden Widerstand gegen Beschädigungen geschaffen ist, was sich natürlich nach dem jeweiligen Verwendungszweck, den Transportgegebenheiten, der Belastbarkeit in diesem Bereich etc. richtet.

Da die Tropfränder 5 relativ weit von der Auftrittsfläche 13 entfernt liegen, könnte sich an den Seitenflächen 3 Kot festsetzen und zunehmend aufbauen, um so den Spalt 2 allmählich zu verschließen. Um dies zu vermeiden, ist dicht unterhalb der Auftrittsfläche 13 eine Kotabbrechkante 12 ausgebildet. Diese unterteilt die Seitenfläche 3 derart, daß ein oberer kurzer, im wesentlichen zur Auftrittsfläche 13 senkrechter Wandteil 31 und ein längerer mittlerer, bis zur Tropfkante 5 verlaufender konischer Wandteil 32 ausgebildet sind. Dazu durch den hinterschnittenen Tropfrand 5 abgesetzt wiederum verläuft ein unterer Wandteil 33, der infolge der Funktion des Tropfrandes 5 nicht mehr mit Flüssigkeit benetzt wird. So ist es nicht möglich, daß die Gülleflü^i^keit in Haarrisse, die sich im auf Zug beanspruchten Bereich unterhalb tier neutralen raser 40 ausbilden, eintreten und zur erhöhten Zersetzung der Spaltenboden-Bauelemente führen kann, wohingegen die Kotabbrechkante 12 sicherstellt, daß kein aufbauendes Ankleben von Kot im mittleren konischen Wandteil 32 erfolgt, sondern der Kot vor einem Überwiegen der Adhäsionskräfte abfällt. Diese Abbrechkante 12 liegt vorzugsweise nur 15—25 mm unter der Auftrittsfläche 13 und springt um ca. 1—3 mm zurück.

Mit dem Pfeil I in F i g. 2 ist die Lage des Schnitts der F i g. 1 angedeutet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 50

60

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Balken- oder rostförmiges Stahlbeton-Bauelement zum Aufbau von Flächen-Spaltenböden für Viehstallungen mit sich unterhalb einer Auftrittsfläche verjüngendem Querschnitt zur Ausbildung von Güllespalten, wobei im Bereich dieser Querschnittsverjüngung an dem Bauelement eine sich im wesentlichen über die Länge der Güllespalte erstreckende, einen hinterschnittenen Rand bildende Abreißkante für die Gülle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Abreißkante (5) eine zusätzliche, dicht unterhalb der Auftrittsfläche (13) befindliche, sich ebenfalls im wesentlichen über die Länge der Güllespalte erstreckende Kotabbrechkante (12) angeordnet und daß die Abreißkante (5) als Tropfrand für Gülleflüssigkeit im Bereich der neutralen Faser ausgebildet ist

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der oberhalb der Kotabbrechkante (12) befindliche, zu dieser von der Auftrittsfläche (13) verlaufende Seitenwandteil (31) im wesentlichen senkrecht zur Auftrittsfläche erstreckt.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tropfrand (53) an einem nach unten sich erstreckenden Steg (54) ausgebildet ist