CH629554A5

CH629554A5 - Elastic covering for sports grounds

Info

Publication number: CH629554A5
Application number: CH180378A
Authority: CH
Inventors: Bernhard Eder; Manfred Reichel
Original assignee: Semperit Ag
Priority date: 1978-02-20
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1982-04-30
Also published as: DE2901744A1; FR2417589B3; DE2901744C2; IT1111911B; IT7920000A0; NL7900067A; FR2417589A1; BE873687A; YU13879A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elastikbelag für Sportstätten aus gebundenem Granulat. The present invention relates to an elastic covering for sports facilities made of bound granules.

An einen Sportbodenbelag werden in der heutigen Zeit sehr viele, teils widersprechende Anforderungen gestellt. Der Belag soll einerseits derart beschaffen sein, dass der Sportler darauf Höchstleistungen erzielen kann und andererseits jedoch eine Verletzungsgefahr minimiert ist. Die Verletzungsgefahr, an die man hier denkt, ist weniger ein akuter Vorgang, wie zum Beispiel ein Sturz oder dergleichen, sondern vielmehr eine dauernde Überbeanspruchung des Bewegungsund Stützapparates eines Sportlers, der sich auf einem derartigen Belag bewegt. Diese chronische Veletzungsgefahr ist um so 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 Gewichtsprozentsätzen Schaumgummi- oder Polyurethan-Weichschaum-Flocken zugesetzt sind. A lot of, sometimes contradicting, demands 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 that one thinks of here is less an acute process, such as a fall or the like, but rather a permanent overuse of the musculoskeletal and support system 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 weight percentages.

Tatsächlich haben sich in der Praxis viele Sportler erhebliche Schäden infolge des Einflusses 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. 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 one that is as gentle as possible during training.

Selbstverständlich muss ein derartiger Sportstättenbelag für verschiedene Sportarten verschieden ausgelegt sein, und es ist daher notwendig, dass die Belagseigenschaften in gewissen Grenzen herstellungsmässig variierbar sind. 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.

Die vorliegende 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. The present 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.

Das Wesen des erfindungsgemässen Elastikbelages besteht darin, dass er aus durch ein elastisches Bindemittel verbundenem Granulat aus einer Mischung von 50 bis 90 Gew.-% Polyurethan-Weichschaum-Flocken und 10 bis 50 Gew.-% Gummigranulat besteht. The essence of the elastic covering according to the invention is that it consists of granules bonded by an elastic binder from a mixture of 50 to 90% by weight of flexible polyurethane foam flakes and 10 to 50% by weight of rubber granules.

Polyurethan-Weichschaum ist ein Material, das die Fähigkeit einer besonders guten Dämpfung mechanischer Energie aufweist. Ein Belag, der nur aus Polyurethan-Weichschaum-Flocken besteht, wäre somit optimal in bezug auf den Kraftabbau und die damit verbundene Schonung des Stützapparates. Die Elastizität eines derartigen nur aus Polyurethan-Weichschaum-Flocken 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 vorliegende Erfindung sieht daher vor, dass Polyurethan-Weichschaum-Flocken Gummigranulat beigemengt ist. Dieses in den Weichschaum-Floclcen gleichmässig verteilte Gummigranulat führt aufgrund seiner relativ hohen Rückprallelastizität zu einer Versteifung des Belages und ermöglicht dadurch erst die gute Eignung als Elastikbelag für Sportstätten. 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 present invention therefore provides that flexible polyurethane foam flakes are added to rubber granules. Due to its relatively high rebound resilience, this rubber granulate, which is evenly distributed in the soft foam floccules, stiffens the covering and only makes it suitable as an elastic covering for sports facilities.

Derartige Elastikbeläge können je nach ihrem Einsatzzweck mit einer geeigneten Nutzschichte überzogen werden, die aus Polyvinylchlorid oder aus Polyurethan bestehen kann, aber auch aus anderen 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 in bezug auf den Chemismus günstige Verhältnisse für die Verbindung der Nutzschicht mit dem Elastikbelag schafft. Depending on their intended use, such elastic coverings can be covered 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 apply such a wear layer made of polyurethane, which can optionally also be constructed in several layers, because the similarity of the elastic covering and the wear layer in relation to chemistry creates favorable conditions for the connection of the wear layer to the elastic covering.

Beträgt der Gehalt an Polyurethan-Weichschaum-Flocken weniger als 50 Gew.-%, so sind die dämpfenden Eigenschaften eines derartigen Belages bereits zu gering, um wirksam werden zu können. Beträgt hingegen der Anteil an Polyurethan-Weichschaum-Flocken über 90 Gew.-%, so treten die oben für reine Polyurethan-Weichschaum-Flocken-Verbundmaterialien angeführtenNachteile ein. Analoges kann auch für den Fall gesagt werden, dass der Gummigranulatgehalt unter 10 Gew.-% liegt. Bei einem Gummigra-nualtanteil von über 50 Gew.-% hingegen überwiegen bereits die gummielastischen Eigenschaften, so dass derartige Beläge zwar eine hohe Reaktionskraft erzeugen können, jedoch aufgrund des zu geringen Kraftabbaues zu chronischen Schädigungen des Stützapparates führen können. If the content of flexible polyurethane foam flakes is less than 50% by weight, the damping properties of such a covering are already too low to be effective. If, on the other hand, the proportion of polyurethane flexible foam flakes is over 90% by weight, the disadvantages mentioned above for pure polyurethane flexible foam flake composite materials occur. The same can be said for the case where the rubber granulate content is below 10% by weight. With a rubber-gray content of more than 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.

Die günstigen Eigenschaften können dann erreicht werden, wenn bei einem erfindungsgemässen Elastikbelag die durch Sieben erhaltene Teilchengrösse der Polyurethan-Weichschaum-Flocken unter einer Siebmaschenweite von 5 mm, vorzugsweise unter 3 mm, liegt. Ist die Flockengrösse über 5 mm, so ist der Eigenschaftsausgleich - dämpfendes Verhalten der Polyurethan-Weichschaum-Flocken/elasti-sches Verhalten des Gummmigranulats - nicht mehr im gewünschten Masse möglich, da der Belag bereits eine zu inhomogene Verteilung aufweist. The 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 below a sieve mesh size of 5 mm, preferably below 3 mm. If the flake size is more than 5 mm, the property balance - damping behavior of the flexible polyurethane foam flakes / elastic behavior of the rubber migratory material - is no longer possible to the desired extent, since the covering already has an inhomogeneous distribution.

Zweckmässig ist es auch, wenn die durch Siebung erhaltene Teilchengrösse des Gummigranulates zwischen einer Siebmaschenweite von 0,2 bis vorzugsweise 1 mm liegt. Innerhalb dieser Grenzen kann, in Verbindung mit der entsprechenden Flockengrösse des Polyurethan-Weich-schaumes, die günstigste Struktur erzielt werden. It is also expedient if the particle size of the rubber granulate obtained by sieving is between a sieve mesh size of 0.2 to preferably 1 mm. Within these limits, the most favorable structure can be achieved in conjunction with the corresponding flake size of the flexible polyurethane foam.

Von Bedeutung für die Eigenschaften eines Elastikbelages ist auch der Bindemittelanteil. Zweckmässig ist es, wenn dieser zwischen 5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elastikbelages, beträgt. Die Menge des Bindemittelanteiles steht in einem Zusammenhang zur Teilchengrösse des Granulates, da kleinere Teilchen insgesamt eine grössere Oberfläche haben und einen Mehrbedarf an Bindemittel verursachen. Dieser Effekt wird bei Polyurethan-Weichschaum- The proportion of binder is also important for the properties of an elastic covering. It is expedient if this is between 5 and 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 overall and cause an additional need for binder. This effect is used with flexible polyurethane foam

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Flocken noch dadurch verstärkt, dass das Bindemittel in die Poren eindringen kann. Ist aber der Bindemittelanteil grösser als 20 Gew.-%, so sind die Eigenschaften des gesamten Elastikbelages bereits wesentlich beeinflusst durch die Eige schaften des Bindemittels. Zu grosse Bindemittelanteib können sich auch negativ auf Alterungsbeständigkeit nach DIN 53.578 auswirken. Flakes are reinforced by the fact that the binder can penetrate the pores. However, if the proportion of binder is greater than 20% by weight, the properties of the entire elastic covering are already significantly influenced by the properties of the binder. Binding agents that are too large can also have a negative effect on aging resistance in accordance with DIN 53.578.

Dieses bildet dann seinerseits ein räumliches Netzwerk mit einem elastischen Eigenverhalten, das die Effekte, die durch Mischung von Polyurethan-Weichschaum-Flocken und Gummigranulat bezweckt werden, überdeckt. This, in turn, forms a spatial network with an elastic inherent behavior that covers the effects that are achieved by mixing polyurethane foam foam and rubber granulate.

Ist hingegen der Anteil an dem elastischen Bindemittel unter 5 Gew.-%, so besteht die Gefahr, dass die mechanische Festigkeit eines derartigen Elastikbelages nicht mehr ausreichend für einen Sportstättenbelag ist. If, on the other hand, the proportion of the elastic binding agent is less than 5% by weight, there is a risk that the mechanical strength of such an elastic covering is no longer sufficient for a sports facility covering.

Wie bereits oben ausgeführt, ist ein wesentliches Kriterium für die Anwendbarkeit eines Elastikbelages in dessen herstellungsbedingter Möglichkeit zu sehen, für verschiedene Einsatzbereiche bei verschiedenen Sportarten sinngemäss anpassbar zu sein. Ein wesentlicher Faktor dieser Anpassbar-keit besteht in der Einstellung einer verschiedenen Dichte des Elastikbelages, so dass auf diesem Wege 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 Komprimier-barkeit einer Granulatmischung aus Gummigranulat nur durch kompaktere Raumverteilung durch Deformation der Teilchen erreichbar ist. As already explained above, an essential criterion for the applicability of an elastic covering is its manufacturing-related possibility of being appropriately adaptable for different areas of use in different sports. An essential 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 granulate is only possible through more compact spatial distribution due to deformation of the particles is achievable.

Vorteilhafterweise liegt das Raumgewicht eines erfindungsgemässen Elastikbelages zwischen 200 und 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. The density of an elastic covering according to the invention is advantageously between 200 and 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.

Ein weiters wichtiges Kriterium für einen Elastikbelag für Sportstätten ist der Druckverformungsmodul, der die Kraft angibt, die notwendig ist, um eine bestimmte Verformung zu ereichen. Es ist vorteilhaft, wenn der Druckverformungsmodul bei 20% Verformung zwischen 0,4 und 0,7 N/mm2 liegt. Derartige Moduli drücken, wie das oben angeführte Raumgewicht, eine gewisse Relation zur Weichheit des Ela- Another important 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 set module is between 0.4 and 0.7 N / mm2 at 20% deformation. Such moduli, like the density mentioned above, express a certain relation to the softness of the ela

629 554 629 554

stikbelages aus, wobei die angegebenen Grenzen wiederum den Bereich überdecken, ausserhalb dessen bei zu geringem Modul eine ungewünschte Schwammigkeit des Belages und andererseits bei zu hohem Modul eine zu unnachgiebige Konstruktion eintritt bzw. erzielt wird. Stikbelagen out, the specified limits in turn cover the area outside of which, if the module is too small, an undesirable sponginess of the covering and, on the other hand, if the module is too high, a too rigid construction occurs or is achieved.

Ein weiteres wesentliches Kriterium, das Elastikbeläge für Sportstätten erfüllen müssen, ist die Einstellbarkeit des Kraftabbaues, wiederum entsprechend dem gewünschten Einsatzzweck. Es ist daher zweckmässig, wenn der Kraftabbau gemäss DIN 18.032, Teil 1 (Juli 1975) zwischen 40 und 60% liegt. Another important criterion that elastic coverings for sports facilities must meet is the adjustability of the force reduction, again in accordance with the desired application. It is therefore expedient if the force reduction according to DIN 18.032, Part 1 (July 1975) is between 40 and 60%.

Der Kraftabbau wird dabei nach der Formel The power reduction is based on the formula

1. p max Sportboden v p max Betonboden berechnet. 1. p max sports floor v p max concrete floor calculated.

Die angewandte Messmethode geht so vor sich, dass ein bestimmtes Gewicht p auf dem Elastikbelag (Sportboden) und auf einen Betonboden fallen gelassen wird, wobei unterhalb des Belages mittels einer Kraftmessmethode 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. The measurement method used is such that a specific weight p is dropped on the elastic surface (sports floor) and on a concrete floor, the maximum force being measured below the surface using a force measurement method. This measurement method is called "Artificial Sportsman 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.

Wiederum ist es ein grosser Voteil der vorliegenden 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. Again, it is a great advantage of the present invention that the specifically desired reduction in force can be set easily by the appropriate variation both in the particle size of the various granules and by the choice of the suitable mixing ratio and finally the corresponding compression during production.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert: The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example:

Es zeigt die Figur einen Querschnitt durch einen Sportstättenbelag mit erfindungsgemässem Elastikbelag. The figure shows a cross section through a sports facility covering with an elastic covering according to the invention.

Der Sportstättenbelag besteht neben dem erfindungsgemässen Elatikbelag aus einer darauf angebrachten Nutzschicht 3 aus Polyurethan. Der Elastikbelag selbst besteht aus einem mit einem eistischen Bindemittel verbundenen Granulat aus Polyurethan-Weichschaum-Flocken 1 und Gummigranulat 2. Der gesamte Belag befindet sich auf einem Estrich 4. In addition to the elastic covering according to the invention, the sports facility covering consists of a wear layer 3 made of polyurethane attached to it. The elastic covering itself consists of a granulate of polyurethane flexible foam flakes 1 and rubber granulate 2 bonded with an ice binding agent. The entire covering is located on a screed 4.

3 3rd

§ §

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

B B

1 Blatt Zeichnungenn 1 sheet of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. elastic covering for sports facilities made of bound granules, characterized in that it consists of granules connected by an elastic binder from a mixture of 50 to 90% by weight of flexible polyurethane foam flakes (1) and 10 to 50% by weight of rubber granules ( 2) exists.

2. Elastic covering according to claim 1, characterized in that the particle size of the flexible polyurethane foam flakes (1) obtained by sieving is below a mesh size of 5 mm, preferably below 3 mm.

Elastic covering according to claim 1 or 2, characterized in that the particle size of the rubber granulate (2) obtained by sieving is between a sieve mesh size of 0.2 to 1 mm.

4. Elastic covering according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the proportion of the elastic binder is between 5 and 20% by weight, based on the total weight of the elastic covering.

5. Elastic covering according to one of the preceding claims, characterized in that its density is between 200 and 400 kg / m3.

6. Elastic covering according to one of the preceding claims, characterized in that its compression deformation module at 20% deformation is between 0.4 and 0.7 N / mm2.

7. Elastic covering according to one of the preceding claims, characterized in that its force reduction according to DIN 18.032, part 1 (July 1975) is between 40 and 60%.