Die
Errichtung und der Unterhalt von Bauwerken in Dauerschneegebieten
wie z.B. den Polarregionen ist von der grundsätzlichen Schwierigkeit geprägt, dass
das Zusammenwirken der extremen Umweltfaktoren Schnee, Wind, Sonne
und tiefe Temperaturen sowie die amorphen Eigenschaften des gefrorenen
Untergrunds für
ständig
stark wechselnde Belastungen der Bauwerke sorgt. Um den Verschüttungen
durch Schneedrift und den Vereisungen durch Wechsel von Betauung
bei direkter Sonneneinstrahlung zu anschließendem Wiedereinfrieren zu entgehen,
werden Gebäude
aus traditionellen Baustoffen z.B. aufgeständert oder unter der Schneeoberfläche eingerichtet.
Menschliche Behausungen unter der Schneeoberfläche werden dabei beispielsweise
aus rohrförmigen
Bauteilen zusammengesetzt, die Verformungen aus dem Eisdruck besonderes
gut aufnehmen können.
Lagerräume
für Vorräte und sonstige
kälteunempfindliche
Materialien, Maschinen und Fahrzeuge werden häufig unmittelbar in den verfestigten
Schnee- oder Firnuntergrund gefräst
und müssen
zum Schutz vor den Witterungseinflüssen lediglich abgedeckt werden.
Der
Zugang zu solchen Lagerräumen
von außen,
insbesondere zu Fahrzeughallen, wird in Form einer befahrbaren Rampe
direkt in den Schnee vor der Halle gefräst und muss mit einer öffenbaren Abdeckung
aus festen Baumaterialien wie Holz und Metall versehen werden (siehe
beispielsweise „Luken
dicht auf Neumayer",
atkaXpress, 39. Ausgabe, Juni-September 2003, Seiten 3 und 4 oder
Foto „Rampe
Fahrzeughalle" aus
der Bildergalerie zur Neumayer-Station, Stand 10.11.2003, abrufbar
aus der Image Gallery im Internet unter http://www.awi-bremerhaven.de/MET/Neumayer, Stand
09.05.2004). Die Abdeckung als bewegliches Bauelement auf dem Niveau
der Schneeoberfläche unterliegt
allen genannten Umweltbedingung und den damit verbundenen Schwierigkeiten
wie Verwehung und Vereisung. Darüber
hinaus sind die unversteiften Rampenwände und da insbesondere die Oberkanten
aus Schnee, die die Auflager für
die Abdeckung tragen, betroffen. Sie verformen sich unter dem seitlichen
Eisdruck und dem Wechsel von Sonnenerwärmung und tiefen Temperaturen
und müssen zur
Vermeidung von Einstürzen
und zur sicheren Auflage der Abdeckung ständig gewartet und nachgearbeitet
werden. Zum Bau solcher Abdeckungen für befahrbare Rampen werden
beispielsweise einzeln auflegbare Deckelelemente, teleskopartig
ausfahrbare Dächer
oder einseitig angeschlagene, schwenkbare Deckel verwendet. Zum Öffnen und
Schließen
müssen
die Bohlen einzeln von Hand bewegt oder die sonstigen Abdeckungen
mit geeigneten maschinell angetriebenen Vorrichtungen betätigt werden.
Dabei ist zu berücksichtigen,
dass die Auflager der Abdeckungen nach dem Herauslösen aus
dem Eis beim Öffnen
vor dem dichten Wiederverschließen
eben und eisfrei präpariert
werden müssen.
Diese Maßnahme
und darüber
hinaus erforderlichenfalls ein Anschütten der Fuge zwischen Abdeckung
und Schneeoberkante mit Schnee sind erforderlich, um Verwehungen
durch Schneedrift im Inneren der Rampe und der Halle zu vermeiden.
Die Summe der Wartungsarbeiten ist beträchtlich, bindet bedeutende logistische
Kapazitäten
und ist daher kostenintensiv.
Abdeckungen
von Rampen und Schächten sind
auch aus anderen technologischen Gebieten bekannt. Beispielsweise
wird in der deutschen Patentschrift
DE 32 23 110 C2 eine quadratische, gusseiserne
Schachtabdeckung beschrieben, die aus einer in die Oberfläche der
Umgebung bündig
eingelassenen oberen Schachtbegrenzung und einem in diese passenden
Deckel besteht. Der Deckel ist an einer seiner Seiten mittels eines
Anschlags mit der oberen Schachtbegrenzung derart verbunden, dass er
sich leicht um den Anschlag zum Öffnen
und Schließen
schwenken lässt.
Die obere Schachtbegrenzung und der Deckel sind den Anforderungen entsprechend
massiv ausgeführt
und weisen rippenartige Verstärkungen
und einen dicken, wulstartigen Rand mit recheckigem Querschnitt
auf. Der Deckel greift komplett in die obere Schachtabdeckung ein und
zentriert sich selbsttätig
in dieser. In der Tiefe wird der Deckel durch nach innen ragende
Anschläge begrenzt.
Weiterhin
wird in der deutschen Patentschrift
DE 32 24 655 C2 ein runder Schachteinstieg
beschrieben, der aus einer ringförmigen,
mit der Straßenoberfläche bündig abschließenden oberen Schachtbegrenzung
und einem dazu passenden Deckel ohne Anschlag besteht. Der Deckel
besteht aus Gusseisen und weist eine größere Dicke auf, die, hier zum
Beispiel mit Beton gefüllt,
dazu ausreicht, dem Druck des Straßenverkehrs standzuhalten.
Der Deckel weist an der Unterseite einen ringförmig umlaufenden, nach unten
weisenden, angegossenen, schürzenartigen
Kragen auf, der im geschlossenen Zustand des Schachteinstiegs in
eine ebenfalls ringförmig
umlaufende Dichtung eingreift. Die Dichtung besteht aus einem plastischen
Werkstoff und ist über eine
ringförmige
Wulst gestülpt,
die in der oberen Schachtbegrenzung nach innen ragt und die Tiefenbegrenzung
für den
Deckel bildet. In diesem Falle bildet der dicht sitzende Kragen
einen wirksamen Schutz gegen das unbefugte Öffnen der Schachtabdeckung
durch einseitiges Ankippen des Deckels. Derartige Schachtabdeckungen
sind in der Regel für Einmanneinstiege
und den Einbau in festem Mauerwerk vorgesehen und unterliegen nicht
den extremen Gebrauchsbedingungen, wie sie in einem Dauerschneegebiet
herrschen.
Für ein solches
Dauerschneegebiet jedoch ist – ausgehend
von dem oben beschriebenen Stand der Technik, wie er an der Neumayer-Station
dokumentiert wird – die
Aufgabe für
die vorliegende Erfindung darin zu sehen, die Abdeckung für Zufahrtsrampen
zu im Schnee eingelassenen Nutzbauwerken in Dauerschneegebieten
derart weiterzubilden, dass sie sich leichter öffnen und schließen lassen
und dabei gleichzeitig den Pflegeaufwand für die Rampenwände und
deren Oberkanten minimieren. Dies soll insbesondere mit geringem
zusätzlichen
Baumaterialeinsatz einhergehen sowie kostengünstig und umweltschonend sein.
Die erfindungsgemäße Lösung für eine gattungsgemäße Abdeckung
der eingangs beschriebenen Art besteht darin, dass der Deckel zumindest
entlang den beiden an die Anschlagseite angrenzenden Längsseiten
und rechtwinklig zur Oberfläche
des Deckels auf dessen Unterseite fest angeordnete, steife, schneidenartig
ausgebildete längsseitige
Schürzen
aufweist, die an den beiden Seitenwänden der Zufahrtsrampe geführt sind.
Bei
der Erfindung liegen im geschlossenen Zustand des Deckels die nach
unten zeigenden, längsseitigen
Schürzen
dicht an den Wänden
der Zufahrtsrampe an und schützen
diese vor Beschädigungen
durch Fahrzeuge und Verformungen durch seitlichen Schneedruck und
Wärmeeinwirkung
von innen und vom Auflager her. Ohne die längsseitigen Schürzen würden die
Rampenwände
langsam nach innen ausbauchen. Beim Öffnen und vor allem Schließen des
Deckels arbeiten die längsseitigen Schürzen als
Führungen
und wirken dabei gleichzeitig wie Schneiden, die die Rampenwände ebnen.
Im geschlossenen Zustand dienen die längsseitigen Schürzen als
Führungen
und gleichzeitig als Dichtungen gegen Wind und Schneezutrag. Im
Bedarfsfalle – um
beispielsweise Fahrzeuge aus einer Fahrzeughalle heraus fahren zu
lassen – wird
der Deckel durch die Betätigungseinrichtung
geöffnet.
Im einfachsten Falle kann es sich dabei um eine an senkrecht in
den Schnee eingelassenen Trägern
angeordnete flaschenzugartige und mit Seilen oder Ketten arbeitende
handbetriebene Vorrichtung handeln. Es können aber auch motorbetriebene
Zugeinrichtungen oder hydraulische Zug- oder Druckeinrichtungen
eingesetzt werden. Wenn die Zufahrtsrampe offen steht und die Wände nicht
mehr dem stützenden
Einfluss der Schürzen
unterliegen, können
sie durch seitlichen Schneedruck und die Wirkung der Sonneneinstrahlung
nach innen ausweichen und sich verformen. Der Grad der Verformung
hängt dabei
von der minimal zu haltenden Dauer der Öffnung und den herrschenden Umweltbedingungen
ab. Beim Schließen
des Deckels schneiden dann die steifen und schneidenartig ausgebildeten
längsseitigen
Schürzen
den in der Zeit der Öffnung
des Deckels nach innen verformten Teil der Wände der Zufahrtsrampe unter
dem Gewicht des Deckels einfach ab und wirken so bei jedem Schließen pflegend
auf die Wandoberfläche.
Dadurch liegen die Schürzen
nach dem Schließen
des Deckels wieder dicht an den Wänden an und können sofort
wieder ihre Stütz-,
Führungs- und
Dichtwirkung entfalten. Die Rampenabdeckung nach der Erfindung ist
somit weitgehend selbstschützend
und selbstwartend.
Aus
dem Bereich der Kartonverpackungen sind zwar schwenkbare Deckel
mit seitlichen Schürzen
bekannt. Beispielsweise wird in der österreichischen Patentschrift
AT 364314 der schwenkbare
Deckel einer faltbaren Kartonverpackung für einen Geschenkartikel dargestellt.
Die Idee hinter der Form eines solchen Deckels ist allerdings eine
gänzlich
andere als die der vorliegenden Erfindung. Die schürzenartigen
Seitenteile des Kartondeckels dienen ausschließlich dem Schutz des in dem
Karton verpackten Gegenstands, indem sie wirksam die Fuge zwischen
der Deckelplatte und dem Kartonkörper großflächig verdecken.
Sie üben
keine Stützfunktion gegen
seitlich angreifende Kräfte
aus und sollen beim Schließen
auch keine Schneidwirkung entfalten, sondern allenfalls als Führung dienen.
Zur
Verstärkung
der stützenden
Wirkung der längsseitigen
Schürzen
bei der Erfindung können diese
durch Aussteifungselemente zwischen dem Deckel und ihrer Innenseite
vorteilhaft weitergebildet werden. Hierbei kann es sich beispielsweise
um entsprechend geformte Elemente aus Flach- oder Rundstahl oder
um Winkelelemente handeln. Ein einfaches Blech zum Aufbau der längsseitigen
Schürzen ist
in seiner Stützwirkung
relativ schnell eingeschränkt,
insbesondere wenn es sich um ein breites Blech handelt. Es müsste sehr
dick und damit besonders schwer sein. Die Aussteifungselemente stützen daher
das Blech gegen seitliches Ausweichen ab und ermöglichen so den Einsatz eines
wesentlich leichteren und handlicheren Blechs für die längsseitigen Schürzen. Weiterhin
erweist es sich bei der Erfindung als vorteilhaft, wenn die Höhe der Schürzen nicht
geringer als 10% und nicht mehr als 30% der Deckelbreite ist. Damit
ergibt sich bei schneidenartig ausgebildeten Schürzen eine kompakte Abdeckung
mit einer ausreichenden Eigenstabilität. Die untere Bemessungsgrenze
sollte nicht unterschritten werden, da sonst die Stützwirkung
nicht sicher gewährleistet ist,
die obere Bemessungsgrenze ergibt sich durch die Handhabbarkeit
und die Größe der erforderlichen Stützwinkel
und der Gesamtkonstruktion. Bei noch höheren Schürzen nimmt die Reibungswirkung
der nach innen drückenden
Wände zu
und die Betätigungseinrichtung
muss stärker
ausgelegt werden.
Um
die Rampe auch nach vorne sicher gegen Driftschnee abzudichten,
kann der Deckel nach einer weiteren vorteilhaften Erfindungsausgestaltung an
der der Anschlagseite gegenüberliegenden
Stirnseite rechtwinklig zur Oberfläche des Deckels an seiner Unterseite
und unmittelbar an seinem vorderen Rand eine fest angeordnete, steife,
schneidenartig ausgebildete stirnseitige Schürze aufweisen. Diese stirnseitige
Schürze
kommt dann direkt auf der Rampe zum Aufliegen, schneidet in den
Schnee ein und erfüllt
Dicht- und Versteifungsfunktionen. Dabei kann auch die stirnseitige
Schürze
durch Aussteifungselemente zwischen dem Deckel und ihrer Innenseite
zusätzlich
unterstützt
sein. Die Höhe
der stirnseitigen Schürze
kann in weiten Bereichen variieren und ist abhängig von den konstruktiven
Gegebenheiten der Rampe. Die maximale Höhe ergibt sich daraus, dass ein
vollständiges
Einschneiden in den Schnee durch das Deckelgewicht bei den anzunehmenden Schneedichten
stets gewährt
sein muss. Die minimale Höhe
ergibt sich daraus, Unebenheiten der Rampe im Bereich der Stirnseite
des Deckels möglichst
auszugleichen und abzudichten. Durch die stirnseitige Schürze wird
weiterhin ein Auflager im Schnee geschaffen, das Verformungen des
Deckelrands, beispielsweise beim Betreten des Deckels oder durch Schneelast,
gegenüber
dem unebenen Schneeuntergrund sicher vermeidet.
Zur
Arretierung des Deckels in geschlossener Position kann dieser entweder
auf Auflagern aufliegen oder von der Betätigungsvorrichtung zum Anheben
und Absenken des Deckels in geschlossener Position ohne Erfordernis
von Auflagern gehalten werden. Im Falle von Auflagern werden diese
in die seitlichen Rampenwände
aus Schnee integriert, die zumindest partiell nach unten und innen
verformt werden können.
Im ungünstigsten
Fall liegen die die Auflager bildenden Konstruktionselemente, beispielsweise
Holzbohlen, dann hohl und der geschlossene Deckel kann die Zufahrtsrampe
nicht mehr abdecken, sodass Schnee eindringen kann. Weiterhin kann
die Schneefläche
für die
Auflager derart reduziert sein, dass sie unter der Last des Deckels
nach innen wegbrechen kann und der Deckel eine undefinierte Position
einnimmt, gegebenenfalls verkantet und beschädigt wird. Das Ausweichen der
Wände und
der Flächen
für die
Auflager wird durch die bei der Erfindung vorgesehenen Schürzen wirkungsvoll verhindert.
Wird der Deckel in seitlichen Auflagern gelagert, sind die längsseitigen
Schürzen
entsprechend um die Breite der Auflager vom Rand des Deckels zurückversetzt
angeordnet. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Abdeckung
nach der Erfindung ergibt sich, wenn die schneidenartig ausgebildeten
längsseitigen
Schürzen
unmittelbar an den seitlichen Rändern
des Deckels angeordnet sind und die Betätigungseinrichtung als Arretierungseinrichtung
den Deckel in geschlossenem Zustand in ungefähr waagerechter Position ohne
Erfordernis von Auflagern festhält.
Die Halteposition kann durch Vorsehen eines Endlagenschalters festgelegt
werden. Unter der Voraussetzung, dass eine entsprechend mit einer
Verriegelung ausgerüstete
Betätigungseinrichtung
zur Verfügung
steht, wird der Pflegeaufwand für
die Rampenwände
auf ein Minimum reduziert, da die Präparation der Lagerflächen für die die
Auflager bildenden Konstruktionselemente entfällt. Die Wände selbst werden weitgehend
von den Schürzen
beim Öffnen
und Schließen
des Deckels in Stand gehalten. Die Stützen und Haltemechanismen der
Betätigungseinrichtung
müssen
dauerhaft und auch unter widrigen Umweltbedingungen der Belastung
durch den Rampendeckel standhalten. Ein besonderer Vorteil der auflagenfreien
Deckelpositionierung ist es, wenn der Aufwand für Rampenpflegearbeiten am Übergang
zwischen den Wänden
und dem Deckel durch die Schürzen
dadurch entscheidend verringert wird, dass der beim Höhersetzen
des Deckels zum Ausgleich des jährlichen
Schneezutrags entstehende Spalt zwischen Deckel und Schneeoberkante
nun von den Schürzen
vollständig überbrückt wird
und die Wände
nicht eigens erhöht
werden müssen,
sondern sich durch andriftenden Schnee in kurzer Zeit selbst neu
bilden und lediglich im Stirnbereich des Deckels durch Anschieben
eines kleinen Walls ein Restspalt abgedeckt werden muss. Somit kann
auf Auflager vollständig
verzichtet werden, wodurch sehr viel Wartungsarbeit und – zeit eingespart
werden kann.
Der
Deckel über
der Rampenöffnung
kann mit seinem Anschlag nicht unmittelbar an der die Öffnung begrenzenden
hinteren Kante, die den Beginn der Decke des an die Rampe anschließenden Stollens
markiert, anschließen,
sondern muss, da die Kante aus Schnee besteht und daher nicht ausreichend
stabil ist und Schneeeintritt nicht sicher verhindert, etwas zurückversetzt
angeordnet sein. Dadurch entsteht im geöffneten Zustand über die
ganze Breite des Deckels ein zwickelartiger Raum zwischen der Schneeoberfläche und
dem schräggestellten
Deckel, der begrenzt ist durch den Anschlag als Drehlager. Dieser
Raum wird im geöffneten
Zustand durch hereindriftenden Schnee gefüllt, der beim Schließen des Deckels
als Stütze
wirkt und durch das Deckelgewicht am langen Hebel das Auflager am
kurzen Hebel hoch belastet und beschädigen oder die Stollendecke
eindrücken
kann. Es handelt sich also um eine besonders vorteilhafte Weiterbildung,
wenn die schneidenartig ausgebildeten längsseitigen Schürzen über die
Anschlagseite des Deckels hinaus ausgeformt sind. Dadurch wird erreicht,
dass der Bereich des Anschlags auch im voll geöffneten Zustand des Deckels
seitlich abgedeckt bleibt. Im geschlossenen Zustand des Deckels
schneiden die längsseitigen Schürzen dann
in die Schneeecke zwischen Stollendecke und Wand ein, sie werden
also zweckmäßig über die
für ihre
Funktion notwendige Länge
hinaus so kurz wie möglich
und am Ende abgerundet ausgebildet, um Beschädigungen weitgehend zu vermeiden.
Nach
einer anderen Erfindungsausgestaltung können die schneidenartig ausgebildeten
längsseitigen
Schürzen
zur Stirnseite des Deckels hin auch verjüngt ausgeformt sein. Dadurch
kann die Stirnseite des Deckels auf der Rampe aufliegen und es werden
Absätze,
die die Fahrzeuge zu überwinden
hätten
vermieden. Weiterhin wird das Einsenken der längsseitigen Schürzen in
den Schnee erleichtert. Ist eine stirnseitige Schürze vorgesehen,
so können
die längsseitigen
Schürzen
bis auf deren Höhe verjüngt werden,
sofern die Höhe
der stirnseitigen Schürze
geringer ist als die der längsseitigen
Schürzen.
Ebenso kann die Verjüngung
auch so gewählt sein,
dass sie auf der Rampenschräge
im geschlossen Zustand des Deckels anliegt. Die stirnseitige Schürze sorgt
dann für
eine Abdichtung. Verbleibende Versprünge können mit Schnee aufgefüllt werden. Gleiches
gilt für
das turnusmäßige Höhersetzen
des Deckels, um Schneezutrag auszugleichen. Zur Abdichtung des nach
dem Aufstocken entstandenen Spaltes zwischen der Stirnseite des
Deckels oder der dort befestigten stirnseitigen Schürze und
der Rampenzufahrt wird ein kleiner Schneewall entsprechend angeschoben,
der dann durch zukünftigen
Schneezutrag langsam wieder in das allgemeine Schneeniveau eingeebnet
wird.
4 ist
ein Detail des Deckels 2 mit längsseitigen Schürzen 14,
die den Anschlag 3 nicht abdecken, gezeigt. Die Decke 10 des
Stollens, der das Nutzbauwerk mit der Zufahrtsrampe 9 verbindet
und der Deckel 2 der Abdeckung 1, der nicht am
vorderen Rand der Decke 10, sondern um einen Sicherheitsbetrag
nach hinten zurückversetzt
angebracht ist, bilden einen zwickelartigen Raum 17, der
von den im geschlossenen Zustand an der Decke 10 endenden längsseitigen
Schürzen 14 im
geöffneten
Zustand nicht abgedeckt werden kann. In dem zwickelartigen Raum 17 sammelt
sich ein Driftschneekeil 21, der beim Schließen des
Deckels 2 durch die ungünstigen Hebelverhältnisse
schädliche
Krafteinwirkungen auf den Deckel 2 und den Anschlag 3 verursachen
kann. Ein Entfernen des Driftschneekeils 21 von Hand kann hier
jedoch schnell für
Abhilfe sorgen.