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Die Erfindung betrifft einen Elastikbelag für Sportstätten aus mit einem elastischen Binde- mittel gebundenem Granulat aus Gummi.
An einen Sportbodenbelag werden in der heutigen Zeit sehr viele, teils widersprechende Anfor- derungen gestellt. Der Belag soll einerseits derart beschaffen sein, dass der Sportler darauf Höchst- leistungen erzielen kann und anderseits jedoch eine Verletzungsgefahr minimiert ist. Die Ver- letzungsgefahr, an die man hier denkt, ist weniger ein akuter Vorgang, wie z. B. ein Sturz od. dgl., sondern vielmehr eine dauernde Überbeanspruchung des Bewegungs- und Stützapparats eines Sport- lers, der sich auf einem derartigen Belag bewegt.
Diese chronische Verletzungsgefahr ist umso grösser, je weniger der Belag zum Abbau eines auf ihn ausgeübten Kraftimpulses befähigt ist ; das trifft insbesondere für bekannte Elastikbeläge zu, auch wenn ihnen in geringen Gewichtsprozent- sätzen Schaumgummi- oder Polyurethanweichschaumflocken zugesetzt sind.
Tatsächlich haben sich in der Praxis viele Sportler erhebliche Schäden infolge des Einflus- ses ungünstiger Bodeneigenschaften zugezogen. Bei der Konstruktion eines neuen Sportstättenbelages muss daher ein Kompromiss gewählt werden zwischen einer eine kurzzeitige Leistung fördernden und einer möglichst im Training schonenden Konstruktion.
Selbstverständlich muss ein derartiger Sportstättenbelag für verschiedene Sportarten verschie- den ausgelegt sein und es ist daher notwendig, dass die Belagseigenschaften in gewissen Grenzen herstellungsmässig variierbar sind.
Die Erfindung hat sich daher die Schaffung eines Elastikbelages für Sportstätten zum Ziel gesetzt, der insofern optimale Trainingsbedingungen für Sportler schafft, als er Eigenschaftswerte aufweist, die sowohl eine Schonung des Bewegungs- und Stützapparates gewährleisten, als auch dennoch eine gute Leistung erzielen lassen.
Das Wesen des erfindungsgemässen Elastikbelages besteht darin, dass etwa 50 bis etwa
90 Gew.-% Polyurethanweichschaumflocken beigemengt sind.
Polyurethanweichschaum ist ein Material, das die Fähigkeit einer besonders guten Dämpfung mechanischer Energie aufweist. Ein Belag, der nur aus Polyurethanweichschaumflocken besteht, wäre somit optimal im Bezug auf den Kraftabbau und die damit verbundene Schonung des Stützapparates. Die Elastizität eines derartigen nur aus Polyurethanweichschaumflocken bestehenden Belages wäre jedoch zu gering, um seine Verwendung als Elastikbelag für Sportstätten zu gestatten, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, um hier eine Verbesserung zu schaffen. Die Erfindung sieht daher vor, dass die Polyurethanweichschaumflocken einem Gummigranulat beigemengt sind.
Dieses in den Weichschaumflocken gleichmässig verteilte Gummigranulat führt auf Grund seiner relativ hohen Rückprallelastizität zu einer Versteifung des Belages und ermöglicht dadurch erst die gute Eignung als Elastikbelag für Sportstätten.
Derartige Elastikbeläge können je nach ihrem Einsatzzweck mit einer geeigneten Nutzschichte überzogen werden, die aus Polyvinylchlorid oder aus Polyurethan bestehen kann, aber auch aus andern im Sportstättenbau verwendbaren Nutzschichtmaterialien. Besonders zweckmässig ist die Anbringung einer solchen Nutzschicht aus Polyurethan, die gegebenenfalls auch mehrlagig aufgebaut sein kann, weil die Artgleichheit des Elastikbelages und der Nutzschicht im Bezug auf den Chemismus günstige Verhältnisse für die Verbindung der Nutzschicht mit dem Elastikbelag schafft.
Beträgt der Gehalt an Polyurethanweichschaumflocken weniger als etwa 50 Gew.-%, so sind die dämpfenden Eigenschaften eines derartigen Belages bereits zu gering, um erfindungsgemäss wirksam werden zu können. Beträgt hingegen der Anteil an Polyurethanweichschaumflocken über etwa 90 Gew.-%, so treten die oben für reine Polyurethanweichschaumflocken-Verbundmaterialien angeführten Nachteile ein. Analoges kann auch für den Fall gesagt werden, dass der Gummigranulatgehalt unter etwa 10 Gew.-% liegt.
Bei einem Gummigranulatanteil von über etwa 50 Gew.-% hingegen überwiegen bereits die gummielastischen Eigenschaften, so dass derartige Beläge zwar eine hohe Reaktionskraft erzeugen können, jedoch auf Grund des zu geringen Kraftabbaues zu chronischen Schädigungen des Stützapparates führen können.
Die günstigsten Eigenschaften können dann erreicht werden, wenn bei einem erfindungsgemässen Elastikbelag die durch Siebung erhaltene Teilchengrösse der Polyurethanweichschaumflocken unter einer Siebmaschenweite von etwa 5 mm, vorzugsweise unter etwa 3 mm liegt. Ist die Flockengrösse über etwa 5 mm, so ist der Eigenschaftsausgleich - dämpfendes Verhalten der Polyurethanweich-
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schaumflocken/elastisches Verhalten des Gummigranulats - nicht mehr im erfindungsgemäss gewünschten Masse möglich, da der Belag bereits eine zu inhomogene Verteilung aufweist.
Zweckmässig ist es auch, wenn die durch Siebung erhaltene Teilchengrösse des Gummigranulats zwischen einer Siebmaschenweite von etwa 0, 2 bis etwa 0, 5 mm, vorzugsweise bis etwa 1 mm, liegt. Innerhalb dieser Grenzen kann, in Verbindung mit der entsprechenden Flockengrösse des Polyurethanweichschaumes, die günstigste Struktur erzielt werden.
Der Bindemittelanteil des Verbundes kann zwischen etwa 5 und etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elastikbelages betragen. Die Menge des Bindemittelanteils steht in einem Zusammenhang zur Teilchengrösse des Granulats, da kleinere Teilchen insgesamt eine grössere Oberfläche haben und einen Mehrbedarf an Bindemittel verursachen. Dieser Effekt wird bei Polyurethan-
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Elastikbelages bereits wesentlich beeinflusst durch die Eigenschaften des Bindemittels. Zu grosse
Bindemittelanteile können sich auch negativ auf die Alterungsbeständigkeit nach DIN 53578 aus- wirken.
Dieses bildet dann seinerseits ein räumliches Netzwerk mit einem elastischen Eigenverhalten, das die Effekte, die erfindungsgemäss durch Mischung von Polyurethanweichschaumflocken und Gummi- granulat bezweckt werden, überdeckt.
Ist hingegen der Anteil an dem elastischen Bindemittel unter etwa 5 Gew.-%, so besteht die
Gefahr, dass die mechanische Festigkeit eines derartigen Elastikbelages nicht mehr ausreichend für einen Sportstättenbelag ist.
Wie bereits oben ausgeführt, ist ein wesentliches Kriterium für die Anwendbarkeit eines Ela- stikbelages in dessen herstellungsbedingter Möglichkeit zu sehen, für verschiedene Einsatzbereiche bei verschiedenen Sportarten sinngemäss anpassbar zu sein. Ein wesentlicher Faktor dieser Anpass- barkeit besteht in der Einstellung einer verschiedenen Dichte des Elastikbelages, so dass auf diesem Weg eine kontinuierliche Veränderung des Eigenschaftsbildes erreichbar ist. Die Herstellung eines erfindungsgemässen Elastikbelages erfolgt ja, indem alle Bestandteile gemischt und die Mischung zur Aushärtung in einer Form unter einen gewissen Druck gesetzt wird. Je nachdem, wie hoch dieser Druck nun ist, erfolgt eine mehr oder weniger grosse Verdichtung der Granulatmischung.
Diese Verdichtung ist nach der Aushärtung des Bindemittels im wesentlichen fixiert, so dass dadurch unmittelbar die Dichte festgelegt wird. Dies ist ein grosser Vorteil im Vergleich zu reinen Gummigranulatverbundbelägen, deren Dichte nur in relativ engen Grenzen durch Kompression bei der Herstellung einstellbar ist, da die kompakten Gummiteilchen ja inkompressibel sind und die Komprimierbarkeit einer Granulatmischung aus Gummigranulat nur durch kompaktere Raumverteilung durch Deformation der Teilchen erreichbar ist.
Vorteilhafterweise liegt das Raumgewicht eines erfindungsgemässen Elastikbelages zwischen etwa 200 und etwa 400 kg/m3. Die geringeren Raumgewichte bewirken eine grössere Weichheit des Belages, während die grösseren Raumgewichte ihn härter machen und somit mehr für solche Sportarten prädestinieren, wo ein hohes Reflexionsvermögen für die einwirkende Kraft gefordert wird.
Ein Kriterium für einen Elastikbelag für Sportstätten ist der Druckverformungsmodul, der die Kraft angibt, die notwendig ist, um eine bestimmte Verformung zu erreichen. Es ist vorteilhaft, wenn der Druckverformungsmodul bei 20% Verformung zwischen etwa 0, 4 und etwa 0, 7 N/mm" liegt. Derartige Moduli drücken, wie das oben angeführte Raumgewicht, eine gewisse Relation zur Weichheit des Elastikbelages aus, wobei die angegebenen Grenzen wieder den Bereich überdecken, ausserhalb dessen bei zu geringem Modul eine ungewünschte Schwammigkeit des Belages und anderseits bei zu hohem Modul eine zu unnachgiebige Konstruktion eintritt, bzw. erzielt wird.
Eine weitere Bedingung, die Elastikbeläge für Sportstätten erfüllen sollen, ist die Einstellbarkeit des Kraftabbaues entsprechend dem gewünschten Einsatzzweck. Es ist zweckmässig, wenn der Kraftabbau gemäss DIN 18032, Teil 1 (Juli 1975) zwischen etwa 40 und etwa 60% liegt.
Der Kraftabbau wird dabei nach der Formel
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Die angewandte Messmethode geht so vor sich, dass ein bestimmtes Gewicht auf den Elastikbelag (Sportboden) und auf einen Betonboden fallen gelassen wird, wobei unterhalb des Belages mit- tels einer Kraftmessdose die maximale Kraft gemessen wird. Diese Messmethode hat die Bezeichnung "Künstlicher Sportler Berlin" und wird allgemein als wesentliche Testmethode für derartige Bodenbeläge angewandt. Bei der Beurteilung des Kraftabbaues muss der Tatsache Rechnung getragen werden, dass es sich bei dem erfindungsgemässen Elastikbelag um einen sogenannten punktelastischen Bodenbelag handelt, wo die einwirkende Kraft im wesentlichen nur das beanspruchte Flächenelement belastet.
Demgegenüber gibt es flächenelastische Böden, bei denen die Last auf eine grössere Fläche verteilt wird und die daher in der Beurteilung des Kraftabbaues von punktelastischen Belägen differenziert werden müssen.
Wieder ist es ein grosser Vorteil der Erfindung, dass durch die entsprechende Variation sowohl der Teilchengrösse der verschiedenen Granulate als auch durch die Wahl des geeigneten Mischungsverhältnisses und schliesslich die entsprechende Kompression bei der Herstellung, der speziell gewünschte Kraftabbau ohne weiteres eingestellt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert :
Es zeigt die Figur einen Querschnitt durch einen Sportstättenbelag mit erfindungsgemässem Elastikbelag.
Der Sportstättenbelag besteht neben dem erfindungsgemässen Elastikbelag aus einer darauf angebrachten Nutzschicht --3-- aus Polyurethan. Der Elastikbelag selbst besteht aus einem mit einem elastischen Bindemittel verbundenem Granulat aus Polyurethanweichschaumflocken --1-- und Gummigranulat-2-. Der gesamte Belag befindet sich auf einem Estrich --4--.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elastikbelag für Sportstätten aus mit einem elastischen Bindemittel gebundenem Granulat aus Gummi, dadurch gekennzeichnet, dass etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% Polyurethanweichschaumflocken beigemengt sind.
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The invention relates to an elastic covering for sports facilities made from granules of rubber bound with an elastic binding agent.
A lot of, sometimes contradicting, requirements are placed on a sports floor covering today. On the one hand, the surface should be made in such a way that the athlete can achieve top performance on it, but on the other hand, the risk of injury is minimized. The risk of injury one thinks of here is less of an acute process, such as: B. a fall or the like. Rather, a permanent overuse of the movement and support apparatus of an athlete who is moving on such a surface.
This chronic risk of injury is greater the less the covering is capable of reducing a force impulse exerted on it; this applies in particular to known elastic coverings, even if foam rubber or flexible polyurethane foam flakes are added to them in small percentages by weight.
In fact, many athletes have suffered considerable damage in practice due to the influence of unfavorable soil properties. When designing a new sports facility covering, a compromise must therefore be chosen between a construction that promotes short-term performance and a construction that is as gentle as possible during training.
Of course, such a sports facility covering must be designed differently for different sports and it is therefore necessary that the covering properties can be varied within certain limits in terms of production.
The invention has therefore set itself the goal of creating an elastic covering for sports facilities, which creates optimal training conditions for athletes in that it has property values that both protect the movement and support apparatus, but still achieve good performance.
The essence of the elastic covering according to the invention is that about 50 to about
90% by weight of flexible polyurethane foam flakes are added.
Flexible polyurethane foam is a material that has the ability to absorb mechanical energy particularly well. A covering that only consists of flexible polyurethane foam flakes would therefore be optimal in terms of the reduction in power and the associated protection of the supporting apparatus. However, the elasticity of such a covering consisting only of flexible polyurethane foam flakes would be too low to permit its use as an elastic covering for sports facilities unless special precautions are taken to improve it. The invention therefore provides that the flexible polyurethane foam flakes are added to a rubber granulate.
Due to its relatively high rebound resilience, this rubber granulate, which is evenly distributed in the soft foam flakes, stiffens the covering and thus enables its suitability as an elastic covering for sports facilities.
Depending on their intended use, such elastic coverings can be coated with a suitable wear layer, which can consist of polyvinyl chloride or polyurethane, but also from other wear layer materials that can be used in sports facility construction. It is particularly expedient to attach such a wear layer made of polyurethane, which can optionally also be constructed in multiple layers, because the similarity of the elastic covering and the wear layer in terms of chemistry creates favorable conditions for the connection of the wear layer to the elastic covering.
If the content of flexible polyurethane foam flakes is less than about 50% by weight, the damping properties of such a covering are already too low to be effective according to the invention. If, on the other hand, the proportion of flexible polyurethane foam flakes is more than about 90% by weight, the disadvantages mentioned above for pure flexible polyurethane foam flake composite materials occur. The same can be said for the case where the rubber granulate content is below about 10% by weight.
With a rubber granulate content of more than about 50% by weight, on the other hand, the rubber-elastic properties already outweigh, so that such coverings can generate a high reaction force, but can lead to chronic damage to the supporting apparatus due to the insufficient force reduction.
The most favorable properties can be achieved if, in the case of an elastic covering according to the invention, the particle size of the flexible polyurethane foam flakes obtained by sieving is less than about 5 mm, preferably less than about 3 mm. If the flake size is more than about 5 mm, the property balance - damping behavior of the soft polyurethane -
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Foam flakes / elastic behavior of the rubber granulate - no longer possible to the extent desired according to the invention, since the covering already has an inhomogeneous distribution.
It is also expedient if the particle size of the rubber granulate obtained by sieving is between a sieve mesh size of approximately 0.2 to approximately 0.5 mm, preferably up to approximately 1 mm. Within these limits, the most favorable structure can be achieved in connection with the corresponding flake size of the flexible polyurethane foam.
The binder content of the composite can be between about 5 and about 20% by weight, based on the total weight of the elastic covering. The amount of binder content is related to the particle size of the granules, since smaller particles have a larger surface area as a whole and cause an additional need for binder. This effect is
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Elastic flooring is already significantly influenced by the properties of the binder. Too big
Binder proportions can also have a negative effect on the aging resistance according to DIN 53578.
This then in turn forms a spatial network with an elastic inherent behavior, which covers the effects which, according to the invention, are achieved by mixing flexible polyurethane foam flakes and rubber granules.
If, on the other hand, the proportion of the elastic binder is less than about 5% by weight, there is
Danger that the mechanical strength of such an elastic covering is no longer sufficient for a sports facility covering.
As already explained above, an essential criterion for the applicability of an elastic covering is to be seen in its production-related possibility of being appropriately adaptable for different areas of use in different sports. An important factor of this adaptability is the setting of a different density of the elastic covering, so that a continuous change in the property profile can be achieved in this way. An elastic covering according to the invention is produced by mixing all the components and putting the mixture in a mold under a certain pressure for curing. Depending on how high this pressure is, the granulate mixture is compressed to a greater or lesser extent.
This compaction is essentially fixed after the binder has hardened, so that the density is thereby determined directly. This is a great advantage compared to pure rubber granulate composite coverings, the density of which can only be adjusted within a relatively narrow range by compression during production, since the compact rubber particles are incompressible and the compressibility of a granulate mixture made of rubber granules can only be achieved by more compact spatial distribution through deformation of the particles .
The density of an elastic covering according to the invention is advantageously between approximately 200 and approximately 400 kg / m3. The lower densities result in a greater softness of the surface, while the larger densities make it harder and therefore more predestined for sports where a high reflectivity is required for the force acting on it.
One criterion for an elastic covering for sports facilities is the compression deformation module, which specifies the force that is necessary to achieve a specific deformation. It is advantageous if the compression deformation module at 20% deformation is between approximately 0.4 and approximately 0.7 N / mm ". Modules of this type, like the density mentioned above, express a certain relationship to the softness of the elastic covering, with the stated limits cover the area again, outside of which, if the module is too low, an undesired sponginess of the covering and, on the other hand, if the module is too high, an unrelenting construction occurs or is achieved.
Another condition that elastic coverings for sports facilities should meet is the adjustability of the power reduction according to the desired application. It is expedient if the force reduction according to DIN 18032, Part 1 (July 1975) is between about 40 and about 60%.
The power reduction is based on the formula
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The measuring method used is such that a certain weight is dropped on the elastic surface (sports floor) and on a concrete floor, the maximum force being measured below the surface using a load cell. This measurement method is called "Artificial Athlete Berlin" and is generally used as an essential test method for such floor coverings. When assessing the reduction in force, the fact must be taken into account that the elastic covering according to the invention is a so-called point-elastic floor covering, where the acting force essentially only loads the stressed surface element.
In contrast, there are surface-elastic floors in which the load is distributed over a larger area and which must therefore be differentiated from point-elastic coverings in the assessment of the reduction in force.
Again, it is a great advantage of the invention that the variation of the particle size of the different granules as well as the choice of the appropriate mixing ratio and finally the appropriate compression during manufacture allow the desired reduction in force to be set easily.
The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing:
The figure shows a cross section through a sports facility covering with an elastic covering according to the invention.
In addition to the elastic covering according to the invention, the sports facility covering consists of a wear layer 3 - 3 - made of polyurethane. The elastic covering itself consists of granules made of flexible polyurethane foam flakes --1-- and rubber granules-2- connected with an elastic binder. The entire covering is on one screed --4--.
PATENT CLAIMS:
1. Elastic covering for sports facilities made of granules of rubber bound with an elastic binder, characterized in that about 50 to about 90% by weight of flexible polyurethane foam flakes are added.