Deckel für Schachtabdeckungen in Fahrbahnen und dergleichen Die Erfindung hat einen Deckel für Schachtab deckungen in Fahrbahnen und dergleichen aus Be ton und Gusseisen mit muldenförmigem, durch Rip pen verstärktem Mittelteil zur Aufnahme von ins besondere verdichtetem Beton und mit Radialrippen, die die Mulde mit dem die Deckelbegrenzung bilden den Auflagering verbinden und den über den Um fang verteilte Lüftungslöcher aufweisenden Lüftungs ring überbrücken, zum Gegenstand.
Bekanntlich hat ein bekannter Deckel dieser Art eine sehr hohe Fe stigkeit, die unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass durch den Verbund von Beton und Guss- eisen eine homogene Mittelplatte entsteht, die durch den Gusseisenring fest zusammengehalten wird. Es sind hohe Drücke erforderlich, um diesen Kranz des den Beton aufnehmenden Teiles zu sprengen, ehe überhaupt wesentliche Zugspannungen in der Platte auftreten.
Der Gussteil; welcher mit dem Beton fest verbunden ist, wird, da Beton Schwingungen dämpft und schlecht überträgt, auch kaum in Schwingungen versetzt werden und ist deshalb ziemlich unempfind lich gegen die dynamischen Belastungen des Stras senverkehrs.
Der gebräuchliche Deckel für eine Nennrisslast von zum Beispiel 40t hat einen geraden Boden des Mittelteiles und einen starken Rippenkranz von zwölf gleichmässig über den Umfang verteilten Rippen und ist in dieser Ausführung hinsichtlich der Bruch festigkeit einem gusseisernen Kuppeldeckel minde stens gleichwertig, wegen seiner gleichmässigen Be tonfüllung, in seiner Widerstandsfähigkeit aber über legen<B>;</B> sein Gusseisengewicht beträgt 70 kg, seine Betonfüllung 29 kg, das Gesamtgewicht demnach 99 kg.
Er bricht bei dem nach dem Punkt 5 des Normblattes DIN 1229 durchgeführten Prüfverfah- ren im Mittel bei 65,6 t. Der 25-t-Deckel gleichen Aufbaues, aber mit muldenförmigem Mittelteil, wiegt 71 kg, die sich in 55 kg Guss und 14 kg Beton auf teilen, und geht bei 36 t zu Bruch.
Die an die Erfindung gestellte Aufgabe liegt dar in, bei gleicher Risslast des Deckels dessen Gewicht herabzusetzen und durch Materialersparnis eine leichtere Handhabungsmöglichkeit des Deckels zu er zielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungs- gemässe Deckel dadurch gekennzeichnet, dass die vom Zentrum des Mittelteiles ausgehenden Verstär kungsrippen und die in den Mittelteil einlaufenden Radialrippen und die Lüftungslöcher so ausgebildet und angeordnet sind, dass bei zentraler Druckbela stung über den Deckel, ausser im Lüftungsring, die Tangentialspannung grösser oder gleich den Radial spannungen sind.
Die Zahl der Radialrippen beträgt vorteilhaft sechzehn, und die in der Mulde liegenden und von der Mitte der Mulde ausgehenden Rippen können, um das Erreichen des verzweigten Rippen skeletts zu erleichtern, vorteilhaft auf je ein Lüf tungsloch zu laufen, und der sichtbare Ansatz der Radialrippen auf der Unterseite des Bodens kann bei etwa '/. des Radius des Bodens bzw.
bei halbem Radius des Deckels beginnen. Man kann auch noch die die Lüftungslöcher einschliessenden Radialrippen bis zur Fahrbahnfläche des Deckels, erhöhen. Die Radialrippen sind nach Anzahl und Länge so zu den Mittelrippen und zur Mulde angeordnet, dass sie ein verzweigtes, im Deckel liegendes Rippenskelett bil den, das den Deckel der Eigentümlichkeit einer Kreisplatte annähert.
Auf diese Weise war es mög lich, das Gewicht des Gusseisens bei Deckeln für 40t Nennrisslast von 70 kg auf 58 kg herabzusetzen und das Gewicht der Betonfüllung von 29 kg auf 19 kg. Der Deckel wiegt dann nur noch 77 kg gegenüber bisher 99 kg. Die Bruchlast beträgt 61 t. Der für 25 t Risslast bestimmte Deckel wiegt nur noch<B>61,5</B> kg, die sich in ein Gussgewicht von 48,5 kg und ein Be- tongewicht von 13 kg aufteilen. Er geht bei 48,0 t zu Bruch.
Das Wesen des neuen Deckels liegt, wie aus den vorstehenden Merkmalen erkennbar, darin, von der beim bekannten Deckel auch konstruktiv sichtbaren Dreiteilung: Mittelteil, Auflagerungsring und beide verbindendem Rippenkranz, abzugeben und diese Teile nüt Erstellen eines von der Mitte des Deckels ausgehenden Rippenskeletts zu einer mehr gleich förmigen Kreisplatte ineinanderfliessen zu lassen.
Die Erkenntnis, auf der diese Schöpfung beruht und auf die bisher offensichtlich noch niemand gekom men ist, ist die, dass man die bei zentraler Druck belastung in einem Deckel auftretenden Tangential- spannungen grösser als die Radialspannungen oder möglichst gleichmachen soll und die erste nicht in der Hauptsache vom Muldenrand und die andere von den Radialrippen tragen lassen soll, sondern beide von den zu einer Kreisplatte zusammenfliessen- den Teilen des Deckels, speziell dem nunmehr ma- terialmässig volleren breiten Rand des Aussenringes jenseits der Mulde.
Dass diese Erkenntnis zutrifft, kann man daraus schliessen, dass die Deckel bei Prü fungen auf ihre Belastbarkeit radial bzw. in Richtung des Durchmessers rissen, während die nach dem bis herigen Prinzip aufgebauten Deckel bei Vergleichs versuchen zu einem Sprengen des Ringes und zum Bruch an den Rippenansätzen an der Mulde führten. Bei einer Kreisplatte gleichmässiger Stärke, die auf einer kreisringförmigen Unterlage frei aufgelagert und in der Mitte belastet ist, ein Belastungsfall, der theoretisch dem genannten DIN-Prüfverfahren ent spricht, verlaufen, wie z. B. der Seite 943, 1.
Bild, Abschnitt a der Hütte - 1955 zu entnehmen ist, die Spannungskurven der Radial- und Tangen tialspannungen vom Plattenrand nach der Platten mitte zu, stetig ansteigend ; die Tangentialspannung liegt stets über der Radialspannung, und beide Span nungen laufen, wie in Kurve 1, und 1t des Schau bildes der Fig. 3 der anliegenden Zeichnung darge stellt, im Mittelpunkt der Platte ineinander.
Bei der bekannten Deckelkonstruktion liegt hingegen, wie in Kurve 2,. und 2, dieser Figur gezeigt, im Randgebiet des Deckels und darüber hinaus die Radialspan- nung über der Tangentialspannung, und zwar höher als die Spannungen an jeder anderen Stelle des Dek- kels. Bei dem im nachstehenden Ausführungsbei spiel beschriebenen Deckel nach der Erfindung ver laufen nach den Kurven 3,.
und 3t die Spannungs kurven ähnlich wie bei einer Kreisplatte, nur im Lüftungsring gibt es einen leichten, über der Tangen tialspannung liegenden Anstieg der Radialspannung, dessen Maximum aber unterhalb des Maximums der jenigen Tangentialspannung bleibt, die den Bruch des Deckels - vom Mittelteil ausgehend - herbei führt.
Die Spannungskurven des Schachtdeckels nach der Erfindung kann man umsomehr den Spannungs kurven einer Kreisplatte annähern und damit einem Schachtdeckel den angestrebten Kreisplattencharak- ter geben, je mehr Lüftungsöffnungen, je mehr Rip- pen und je längere, nach der Deckelmitte gezogene Rippen man wählt. Der Gesamtquerschnitt aller Lüftungsöffnungen sollte den vorgeschriebenen Lüf tungsquerschnitt haben.
Der Erfindungsgegenstand sei an Hand eines Ver gleiches zweier Deckel von 40 t Risslast beschrieben. Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung auch für Deckel niederer oder höherer Risslast anwendbar ist, wobei sich durch sie der Vorteil ergibt, falls es not wendig wird, Deckel einer höheren Risslast in Zu kunft zu produzieren, nunmehr auch diese Deckel mit einem geringeren Gewicht, als das sonst bisher möglich gewesen wäre, herzustellen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Zeichnung. Es zeigen die Fig. 1. eine Draufsicht auf einen Deckel und eine Deckelansicht von unten, die Fig.2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1. Fig. 3 ein Schaubild der auftretenden Tangential- und Radialspannungen bei zentraler Druckbelastung.
Der Deckel besitzt den muldenförmigen Mittel teil 1, den Lochring 2 mit den Lüftungslöchern 3, die darunterliegenden sechzehn Radialrippen 4 und den profilierten Auflagering 5. Die Mulde 1 ist von den sich kreuzenden Verstärkungsrippen 6 durchzogen, an ihrem Rand 7 verstärkt und dient zur Aufnahme des eingerüttelten Betons B. Die sechzehn Radialrip- pen 4 setzen am Boden der Mulde 1 bei etwa E/3 des Mulden-Radius sichtbar an und stellen, indem sie im Muldenmaterial einlaufen, Verzweigungen der Rip pen 6 dar, die ihrerseits auf je ein Loch 3 des Loch ringes 2 zulaufen.
Mit ihren der Mulde abgewen deten Enden münden die Rippen 4 im Steg 9 des profilierten Aussenringes 5 ein. Der Lochring 2 hat insgesamt sechzehn Löcher 3 mit der Unterkante 10, die zwischen den sechzehn Radialrippen 4 liegen, und jedes Loch ist von einer umrandeten Einfassung 11 umgeben, und die Ränder zwischen den Einfas sungen bilden Stege 12, die oberhalb der sechzehn Rippen 4 liegen und die Höhe der Radialrippen 4 vergrössern. Die Erhebungen auf den Einfassungen 11 sind mit 13 bzw. 14 bezeichnet.
Im Vergleich zu dem bisher gebräuchlichen Deckel für 40 t Risslast hat die Mulde nur noch eine Wandstärke von 9 mm gegenüber 11 mm, und die Höhe der Radialrippen 6 beträgt nur noch 41 mm gegenüber 60 mm, mit einer Rippenbreite am Kopfende von 10 mm und am Fussende von 15 mm gegenüber 17 bzw. 22 mm. Die sechzehn Radialrippen haben oben eine Breite von 16 mm und unten eine Breite von 12 mm. Die Lüf tungsöffnungen 3 haben einen Durchmesser von 38 mm an der Oberseite, von 44 mm an der Unter seite 10 gegenüber einem Schlitzloch von 38 mm und 80 mm Länge auf der Unterseite des mit zwölf Längsschlitzen ausgestatteten bekannten Deckels.
Bei der angegebenen Zahl von sechzehn runden Lüftungslöchern und sechzehn Rippen von solcher Länge, dass ihr sichtbarer Ansatz am Mulden boden bei etwa halbem Deckelradius beginnt, tritt bei zentraler Druckbelastung der Effekt auf, dass über den Deckel ausser im Lüftungsring die Tan- gentialspannungen gleich oder grösser werden als die Radialspannungen, wie dies die Kurven<B>3,</B> und 3t der Fig. 3 zeigen.
Lid for manhole covers in roadways and the like The invention has a lid for Schachtab covers in roadways and the like made of Be ton and cast iron with a trough-shaped, reinforced by Rip pen middle part for receiving particular compacted concrete and with radial ribs that the trough with the lid delimitation form the support ring and bridge over the circumference of distributed ventilation holes having ventilation ring, to the subject.
It is known that a known cover of this type has a very high level of strength, which is due, among other things, to the fact that the composite of concrete and cast iron creates a homogeneous middle plate that is held together firmly by the cast iron ring. High pressures are required in order to burst this ring of the part receiving the concrete before significant tensile stresses occur in the slab.
The casting; which is firmly connected to the concrete, because concrete dampens vibrations and transmits them poorly, is hardly set into vibrations and is therefore quite insensitive to the dynamic loads of road traffic.
The common cover for a nominal crack load of 40t, for example, has a straight bottom of the middle part and a strong rib ring of twelve ribs evenly distributed over the circumference and in this design is at least equivalent to a cast-iron dome cover in terms of breaking strength, because of its even concrete filling, but superior in terms of resistance <B>; </B> its cast iron weight is 70 kg, its concrete filling 29 kg, the total weight therefore 99 kg.
In the test procedure carried out in accordance with point 5 of standard sheet DIN 1229, it breaks at an average of 65.6 t. The 25 t cover of the same construction, but with a trough-shaped middle section, weighs 71 kg, which is divided into 55 kg cast and 14 kg concrete, and breaks at 36 t.
The problem posed to the invention is to reduce the weight of the cover with the same crack load and to achieve an easier handling of the cover by saving material.
To solve this problem, the cover according to the invention is characterized in that the reinforcing ribs extending from the center of the middle part and the radial ribs running into the middle part and the ventilation holes are designed and arranged in such a way that when there is a central pressure load over the cover, except in the ventilation ring , the tangential stress is greater than or equal to the radial stress.
The number of radial ribs is advantageously sixteen, and the ribs lying in the trough and extending from the center of the trough can, in order to facilitate reaching the branched rib skeleton, advantageously run onto a ventilation hole, and the visible approach of the radial ribs the underside of the floor can be at about '/. the radius of the bottom or
start at half the radius of the lid. You can also increase the radial ribs including the ventilation holes up to the road surface of the cover. The number and length of the radial ribs are arranged relative to the central ribs and the trough in such a way that they form a branched skeleton of ribs in the lid, which approximates the lid to the peculiarity of a circular plate.
In this way it was possible to reduce the weight of the cast iron for lids for 40t nominal crack load from 70 kg to 58 kg and the weight of the concrete filling from 29 kg to 19 kg. The lid then weighs only 77 kg compared to the previous 99 kg. The breaking load is 61 t. The lid, which is designed for a crack load of 25 t, weighs only <B> 61.5 </B> kg, which is divided into a casting weight of 48.5 kg and a concrete weight of 13 kg. It breaks at 48.0 t.
As can be seen from the above features, the essence of the new cover lies in the fact that the known cover is also structurally visible in three parts: the middle part, the support ring and the rib ring connecting both, and these parts are used to create a rib skeleton starting from the center of the cover to allow more uniform circular plates to flow into one another.
The knowledge on which this creation is based, and on which no one has apparently yet come, is that the tangential tensions that occur in a lid when there is a central pressure load should be greater than the radial tensions or, if possible, equalized and the first not in the The main thing is to be carried by the trough edge and the other by the radial ribs, but both by the parts of the lid that flow together to form a circular plate, especially the broader edge of the outer ring on the other side of the trough, which is now materially fuller.
That this is true can be concluded from the fact that the lids tore radially or in the direction of the diameter during tests for their load-bearing capacity, while the lids constructed according to the previous principle attempt to burst the ring and break the Rib approaches led to the hollow. In the case of a circular plate of uniform thickness, which is freely supported on a circular base and loaded in the middle, a load case that theoretically ent corresponds to the aforementioned DIN test procedure, such. B. the page 943, 1.
Image, section a of the hut - 1955, the stress curves of the radial and tangential stresses from the edge of the plate towards the middle of the plate, steadily increasing; the tangential stress is always above the radial stress, and both stresses run, as in curve 1, and 1t of the show image of Fig. 3 of the accompanying drawing Darge, in the center of the plate into each other.
In the known cover construction, however, as in curve 2,. and FIG. 2, shown in this figure, in the edge area of the cover and beyond the radial stress above the tangential stress, to be precise higher than the stresses at any other point on the cover. In the case of the cover according to the invention described in the following Ausführungsbei game ver run according to the curves 3 ,.
and 3t the tension curves similar to a circular plate, only in the ventilation ring there is a slight increase in radial tension above the tangential tension, the maximum of which, however, remains below the maximum of the tangential tension that causes the lid to break - starting from the central part leads.
The tension curves of the manhole cover according to the invention can all the more approximate the tension curves of a circular plate and thus give a manhole cover the desired circular plate character, the more ventilation openings, the more ribs and the longer ribs drawn towards the center of the cover. The total cross-section of all ventilation openings should have the prescribed ventilation cross-section.
The subject of the invention is described with reference to a comparison of two covers of 40 t crack load. It goes without saying that the invention can also be used for lids with a lower or higher crack load, with the advantage that if it becomes necessary to produce lids with a higher crack load in the future, now also these lids with a lower weight, than would otherwise have been possible up to now.
The drawing shows an embodiment of the invention. 1 shows a top view of a cover and a cover view from below, FIG. 2 shows a section along the line A-B of FIG. 1. FIG. 3 shows a diagram of the tangential and radial stresses occurring under central pressure loading.
The cover has the trough-shaped central part 1, the hole ring 2 with the ventilation holes 3, the underlying sixteen radial ribs 4 and the profiled support ring 5. The trough 1 is traversed by the intersecting reinforcing ribs 6, reinforced at its edge 7 and is used to accommodate the vibrated concrete B. The sixteen radial ribs 4 start visibly at the bottom of the trough 1 at about E / 3 of the trough radius and, by running into the trough material, represent branches of the ribs 6, which in turn each have a hole 3 of the hole ring 2 taper.
With their ends turned away from the trough, the ribs 4 open into the web 9 of the profiled outer ring 5. The ring of holes 2 has a total of sixteen holes 3 with the lower edge 10, which lie between the sixteen radial ribs 4, and each hole is surrounded by an edged rim 11, and the edges between the Einfas solutions form webs 12 which are above the sixteen ribs 4 and increase the height of the radial ribs 4. The elevations on the bezels 11 are denoted by 13 and 14, respectively.
Compared to the previously used cover for 40 t crack load, the trough only has a wall thickness of 9 mm compared to 11 mm, and the height of the radial ribs 6 is only 41 mm compared to 60 mm, with a rib width at the head end of 10 mm and at the Foot end of 15 mm compared to 17 or 22 mm. The sixteen radial ribs have a width of 16 mm at the top and a width of 12 mm at the bottom. The ventilation openings 3 have a diameter of 38 mm at the top, 44 mm at the bottom 10 opposite a slotted hole of 38 mm and 80 mm in length on the underside of the known lid equipped with twelve longitudinal slots.
With the specified number of sixteen round ventilation holes and sixteen ribs of such a length that their visible attachment to the base of the trough begins at about half the lid radius, central pressure loads have the effect that the tangential stresses across the lid, except in the ventilation ring, are equal to or greater are called the radial stresses, as shown by the curves <B> 3, </B> and 3t of FIG. 3.