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Es
ist bekannt, dass Aufenthaltsflächen
mit besonderen vertikalen Verformungseigenschaften für bestimmte
Zwecke Anwendung finden, so zum Beispiel Polstermatten, Matratzen,
Schaumstoffmatten, Luftmatratzen, Hüpfburgen, Trampoline, Sprungbretter
und Spannnetze. Insbesondere sind auch modulare Schwimminselkonstruktion
bekannt, die Ähnlichkeiten
mit der hier beschriebenen Erfindung haben. All diesen Aufenthaltsflächen ist
gemeinsam, dass darauf befindliche Personen und Gegenstände entweder
sofort einsinken, ohne dass es möglich
wäre, darauf
in normalem Tempo normal zu laufen, oder, bei Starrheit der Konstruktion
oder besonders straffer Ausgestaltung in nicht nennenswertem Maß einsinken.
Man fühlt
sich auf derartigen Aufenthaltsflächen in seiner Bewegung also
entweder unmittelbar oder gar nicht beeinträchtigt.
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Der
in Patentanspruch 1 bis 5 angegebenen Erfindung liegen daher mehrere
Probleme zugrunde:
- (1) Die Verformungseigenschaften
derartiger Aufenthaltsflächen
sind weder dem taktischen Trainingszweck in Mannschaftssportarten
wie Fußball,
Basketball und Handball noch dem Zweck des Fitnesstrainings dienlich,
die zu trainierenden Personen zu ständiger Bewegung zu nötigen. Im Fitnesstraining
ist diese Möglichkeit
lediglich vom Training mit stationären Fahrrädern bekannt, die keinen Leerlauf
haben, da die Narbe starr ist. Ansonsten und im Taktiktraining ist
es Aufgabe der Trainer, die entsprechende Forderung an die Sportler
zu stellen und durchzusetzen.
- (2) Derartige Aufenthaltsflächen
sind nicht als gastronomische Gewerbeflächen und Aufenthaltsflächen für kulturelle
Events geeignet, da sie den entsprechenden Erfordernissen an Bequemlichkeit
und/oder Gestaltbarkeit nicht gerecht werden.
- (3) Derartige Aufenthaltsflächen
sind nur für
die Gestaltung von Erlebnisräumen
sinnvoll einsetzbar, die spielerischen und kraftaufwändigen Zwecken
dienen.
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Diese
Probleme werden durch die in den Patentansprüchen 1 bis 5 aufgeführten Merkmale
gelöst.
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Aufbau von Aufenthaltsflächen mit
besonderen Verformungseigenschaften in vertikaler Richtung gemäß Patentanspruch
1 bis 3:
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Die Module (Zeichnungen: 1; 2):
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Die
einzelnen Schwimmkörper
entsprechen bis auf die Koppelungs- oder Führungselemente (Zeichnungen:
3; 4) gleichseitigen Vier- oder Sechsecksäulen, das sich aus diesen Körpern durch
Aneinanderfügen
geschlossene Flächen
bilden lassen. Bei Ausführungen
gemäß Patentanspruch
2 handelt es sich natürlich
nicht um schwimmende Module, ansonsten gilt die Beschreibung allerdings
gleichermaßen.
Ich werde mich im Folgenden auf die Erläuterung der Lösung des
Problems durch Sechsecksäulen
beschränken,
da diese aus praktischen Gründen am
besten geeignet sind und die Übertragung
dieser Erläuterungen
auf die Möglichkeit
der Vierecksäulen trivial
ist. Entlang den langen Mitten der sechs rechteckigen Flächen der
Sechsecksäulen
befindet sich je ein Koppelungs- beziehungsweise Führungselement.
(Im Folgenden werde ich sie nur noch „Führungselemente” nennen.)
Die Führungselemente sind
nach zweierlei Art gestaltet und an jedem Schwimmkörper gibt
es drei Führungselemente
beider Arten. Sie befinden sich an benachbarten Seiten im Wechsel,
so dass gegenüberliegende
Seiten der Schwimmkörper
Führungselemente
von unterschiedlicher Art aufweisen. Die Führungselemente sind in der
Art von Einbuchtung (Zeichnungen: 3) und Nippel/Nase (im Folgenden „Nase”; Zeichnungen:
4) bei herkömmlichen
Puzzleteilen beschaffen, so dass die Schwimmkörper damit aneinander gekoppelt
werden können,
indem die Führungselemente
ineinander geschoben werden: Die eine Art Führungselement ist z. B. eine
Trapezsäule
oder zylinderförmig,
die andere Art ist das mit etwas Spiel dazu passende Gegenstück. Dadurch
liegen die Schwimmköper
eng aneinander und sind nur längs
der Führungselemente
gegeneinander verschiebbar. Die Außenwände der Schwimmkörper weisen
eine schuppenhaut- oder ziegeldachartige Struktur auf, die ihre
Auf- oder Abwärtsbewegung
bremst, die gegenläufige
Bewegung hingegen nicht beeinträchtigt.
(Zeichnungen: 7)
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An
den zwei kleinen Flächen
der Schwimmkörper
befinden sich Anschlüsse
für den
Oberflächenbelag
an der einen Seite (Zeichnungen: 5) und für negativen oder positiven
Ballast an der anderen Seite. (Zeichnungen: 6) Die Funktion der
Schwimmkörper
im Sinne der Erfindung ist es, durch Gewichtsbelastungen langsam
abzusinken und bei Entlastung wieder aufzutreiben. Die Tiefe des
Absinkens im Verhältnis
zur Gewichtsbelastung ist je nach Einsatzzweck genau zu bestimmen.
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Zum Verband der Schwimmkörper:
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Jeder
Schwimmkörper
kann an bis zu sechs weitere Schwimmkörper gekoppelt werden, so dass die
gekoppelten Schwimmkörper
einen horizontal stabilen Verband bilden und nur in der Richtung
der langen Körperkanten
gegeneinander verschoben werden können. Die Geschwindigkeit bzw.
Leichtigkeit dieser Verschiebbarkeit kann sowohl durch den verwendeten
Belag bestimmt werden als auch mittels der Schwimmkörper: So
können
die Führungen
mehr oder weniger eng sein und die verwendeten Materialien mehr
oder weniger gegenseitige Gleit- bzw. Haftreibung aufweisen. Der
Verband der Schwimmkörper muss
eine gewisse Mindestgröße aufweisen
oder in der Umgebung fixierte Elemente, um die Möglichkeit des Kenterns der
Insel zu verhindern. Darüberhinaus gibt
es unzählige
Gestaltungsmöglichkeiten.
Es können
auch Schwimmkörper
von verschiedenen Formaten und Gewichtseigenschaften verbunden werden,
um der Inselkonstruktion komplexere Eigenschaften zu geben.
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Besondere
Sicherung und Begrenzung der Verbindung von Schwimmkörpern: Aufgrund
der Verbindung der einzelnen Schwimmkörper auch über den Belag, ist normalerweise
davon auszugehen, dass sie auch bei punktuellen Belastungen nicht
aus der gegenseitigen Koppelung durch die Führungselemente heraus gleiten.
Bei Schwimmkörpern
von besonders geringer Tiefe, bei in Bezug auf die Gewichtsbelastungen
besonderen Verwendungen der Inselkonstruktion oder wenn für spezielle
Zwecke kein Belag verwendet werden soll, kann es sich allerdings
anbieten, die Verschiebbarkeit der Schwimmkörper gegeneinander auf andere
Weisen zu begrenzen.
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Riegel:
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Die
Führungen
können
mit Riegeln an den Enden der einbuchtungsartigen Führungselemente und
passenden Durchlässen
bei den anderen Führungselementen
versehen werden, so dass die Koppelung zweier Schwimmkörper gezielt
fixierbar ist. Diese Riegel lassen sich auch als Schnappverschlüsse konzipieren,
um das Einsinken bestimmter Module nach Bedarf gezielt plastisch
anstatt elastisch zu gestalten.
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Bolzen:
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Mit
passenden Bolzen, die in die Durchlässe (Zeichnungen: 8) der nasenartigen
Führungselemente
geschoben werden können,
lässt sich
die Verschiebbarkeit zweier Schwimmkörper gegeneinander auch gezielt
begrenzen. Weitere Möglichkeit
der Begrenzung der Verschiebbarkeit von Schwimmkörpern gegeneinander:
Die
Schwimmkörper
können
mit Haken, Ösen,
Stiften oder Schnappverschlüssen
(Zeichnungen: 6) an ihren Unterseiten hergestellt werden, so dass
ihre Verschiebbarkeit gegeneinander durch die Verbindung dieser
Sicherungselemente mit Seilen oder ähnlichem begrenzt werden kann.
Anstatt normalen Seilen bietet sich die Verwendung von Bändern mit zu
den Sicherungselementen passenden Ösen an, um die Verbindungen
einfach und schnell zu begrenzen und um Reihen von Schwimmkörpern durch entsprechend
lange Bänder
mit entsprechend vielen Ringöffnungen
in den gewünschten
Abständen
miteinander zu verbinden.
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Der Belag:
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Für die meisten
Anwendungszwecke bietet es sich an, einen Belag zu verwenden, der
alle oder viele Schwimmkörper
bedeckt. Die Anwendung der Konstruktion ohne Belag oder mit Einzelbelägen für jedes
Schwimmkörpermodul
kann auch sinnvoll sein. An der Unterseite des verwendeten Belags
befinden sich Anschlüsse
an die Schwimmkörper.
Bei schmalen Schwimmkörpern
können
diese zum Beispiel einfach als Stift und Schaft oder in der Art
von Haftverbindungen wie Knöpfen
oder Klettverschlüssen
konzipiert sein. Bei der Gestaltung dieser Anschlüsse ist allerdings
darauf zu achten, dass der Belag je nach Bedarf gleichmäßig tragen
muss, auch wenn die Schwimmkörper
gegeneinander verschoben werden.
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Bei
Schwimmkörpern
mit größeren Kantenlängen an
den endständigen
Flächen
bieten sich also je nach Bedarf zwei Weisen des Anschlusses an: Erstens
einzelne Anschlüsse
derart, so dass der Belag auf steifen und um den Anschlusspunkt
in alle Richtungen kippbaren Flächen
fixiert ist. Zweitens ein Belag aus soliden sechseckigen Kacheln
von ungefähr
gleichem Format wie die oberen Flächen der Sechsecksäulen. Diese
Kacheln sind an ihren Kanten durch Gelenke verbunden, wobei die
Gelenke die Kacheln dehnbar verbinden müssen, z. B. durch elastische
Schlaufen, um die Muldenbildung zu gewährleisten. Der auf dem Schwimmkörperverband anzubringende
Belag muss gegebenenfalls von bestimmter Elastizität und Dicke
sein, so dass die Inselkonstruktion ihrem Zweck gerecht wird. Darauf
befindliche Personen und Gegenstände
sollen innerhalb einer bestimmten Zeit in einer Mulde einsinken, die
je nach Zweck unterschiedlich tief und weit ist. Dabei sollte der
Belag keine Falten werfen. Wird die entsprechende Stelle der Inselkonstruktion
wieder entlastet, bewegen sich die Schwimmkörper von selbst wieder in ihre
vorige Position und der Belag nimmt wieder seine vorige Gestalt
an.
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Beim
Aufbau von Aufenthaltsflächen
mit besonderen Verformungseigenschaften in vertikaler Richtung gemäß Patentanspruch
2 besteht die Problematik des Auftriebs nicht in gleicher Weise.
Allerdings ist nicht bekannt, dass ein Kunststoff, der den Erfordernissen
des Patentanspruchs 2 als Untergrundfläche auf Dauer genügt, bereits
entwickelt ist. In besonderem Maße kritische Faktoren bei dieser Lösung wären Haltbarkeit,
Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit
der verwendeten Materialien sowie wirtschaftliche Profitabilität.
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Desweiteren
gibt es die Möglichkeit,
gemäß Patentanspruch
3 für den
Aufbau schwerere Flüssigkeiten
als Wasser zu verwenden, in denen der erforderliche Auftrieb leichter
zu gewährleisten
ist. Dafür kommen
aus Umwelt- und Gesundheitsschutzgründen. insbesondere Zucker-
und Salzlösungen
in Frage. Außerdem
bietet es sich an, Flüssigkeiten
zu verwenden, die zähflüssiger als
Wasser sind, um dadurch, nebst der Wahl des Belags, die Geschwindigkeit
der Formung der Mulden verzögert
zu gestalten. Diese Lösungen
beinhaltet also die Verwendung eines Beckens, in das die entsprechende
Flüssigkeit und
die Schwimmkörperkonstruktion
gegeben werden. Besonders zu berücksichtigende
Faktoren bei dieser Lösung
wären demnach
auch hier Haltbarkeit, Umwelt- und
Gesundheitsverträglichkeit
der verwendeten Materialien sowie wirtschaftliche Profitabilität. Da diese
Lösung
allerdings aus Umwelt- und Gesundheitsschutzgründen im Normalfall von vornherein
in einem künstlichen
Becken anstatt in einem natürlichen
Gewässer
situiert ist, hat sie einen Vorteil gegenüber anderen Lösungen:
Das Becken kann so flach gestaltet sein, dass alle Gegenstände und
Personen in einem gewissen Gewichtsbereich nur um die Tiefe des
Beckens, also gleichweit absinken. Weiterhin ist es im Rahmen dieser
Lösung
leichter, bestimmte Konstruktionselemente wie Tore und Spielfeldzonen
zu fixieren.
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Aufbau von Aufenthaltsflächen mit
besonderen Verformungseigenschaften in vertikaler Richtung gemäß Patentanspruch
4 und 5:
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Für den Aufbau
nach Art eines Schichtkonstruktionssystems gemäß Patentanspruch 4 und 5 werden
Kunststoffschichten in der gewünschten Form
als Insel verwandt. Diese haben bei entsprechender Dicke im gegebenen
Medium (Wasser, Salz- oder Zuckerlösung, Sonstiges) den nötigen Auftrieb, um
die entsprechenden Gegenstände
und Personen zu tragen und dabei die richtige Elastizität aufzuweisen,
um die gewünschten
Eigenschaften zur Verformung bei Gewichtsbelastung zu gewährleisten.
Bei Ausführungen
gemäß Patentanspruch
5 handelt es sich natürlich
nicht um schwimmende Schichten, ansonsten gilt die Beschreibung
allerdings gleichermaßen.
Eine besonders einfache Konstruktionsweise der unter Patentanspruch
4 c) genannten Lösung
hat als Auftrieb gebende Unterschicht ein Material wie zum Beispiel
Styropor. Diese wird gegebenenfalls als einfacher, standardmäßig zu fertigender
Bestandteil mit der Oberfläche
verbunden, z. B. mittels Klebstoff, und anschließend, z. B. mittels in Hochfrequenz
vibrierenden Drahtnetzen, vertikal eingeschnitten wird, so dass
die gewünschte
Elastizität
der gesamten Konstruktion gewährleistet
ist. Es gelten folgende Unterschiede zu den Erläuterungen zur Ausführung der
Erfindung gemäß Patentanspruch
1 bis 3: Diese Konstruktionen nehmen im Vergleich zur modularen Bauweise
weniger Zeit zum Aufbau in Anspruch. Der Bereich der Zwecke ihrer
Anwendbarkeit ist enger. Die Muldenbildung ist im Verhältnis zur
Rückbildung der
Form kaum verzögert
zu gestalteten.
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Für
alle Umsetzungen der Erfindung gilt:
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Bei
entsprechender Tiefe des die Konstruktion tragenden Mediums sinken
schwerere Personen tiefer ein als leichtere und unruhige Gewässer geben den
Wellengang mehr oder weniger stark an die Aufenthaltsfläche weiter.
Um die gewünschten
Eigenschaften der Konstruktion hinsichtlich Durchlässigkeit
nach unten und nach oben zu gewährleisten,
ist der Aufbau erforderlichenfalls zusätzlich mit entsprechenden Schichten/Belägen auszustatten
und/oder gezielt tief im oder hoch über der Wasseroberfläche zu situieren.
Gleichmäßig gebaute
Konstruktionen haben in ihren Randbereichen weniger Auftrieb als
in dem Bereich, in dem die sich bei Belastung bildenden Mulden keinen
Rand berühren.
Für den
Einsatz für sportliche
Zwecke gilt, dass es im Bereich der Tore/Torhüter, Körbe etc. im Normalfall sinnvoll
ist, die Konstruktionsfläche
steif und mit so starkem Auftrieb zu konstruieren, dass sie trotz
der größeren und/oder permanenten
Belastung an den entsprechenden stellen eben ist.
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Mit der Erfindung erzielte Vorteile:
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Die
Erfindung birgt einzigartige Möglichkeiten
zum Einsatz für
Sport und Spiel, zum Taktik- und Konditionstraining,
für gastronomische
Zwecke und Events sowie für
die Gestaltung von Erlebnisräumen.
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Variabilität:
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Die
modulare Bauweise bietet variable Gestaltungsmöglichkeiten. Durch in Größe und Gestalt frei
konzipierbare Spiel- bzw. Aufenthaltsflächen, verschiedene Unterbeläge und Oberbeläge sowie
durch die Möglichkeit,
die einzelnen Schwimmkörper
gezielt relativ schwerer oder leichter zu machen, bietet die Erfindung
Trainer, Gestaltern von Spiel- und Trainingsformen, Designern von
Erlebnisräumen
und Veranstaltern von Events unbegrenzte Möglichkeiten, auf der Basis
des Funktionsprinzips der Konstruktion neue Konzepte zu entwickeln.
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So
bieten sich auf meiner Erfindung beruhende Konstruktionen zum Beispiel
zum Training für schnellen
Kombinationsfußball
und andere Sportarten an. Es lassen sich aber auch einzigartige
Minigolfplätze
oder gemütliche
Flächen
mit in den Boden integrierten Sitz- und Liegegelegenheiten und weiteren
architektonischen Elementen gestalten. Darüberhinaus sind für spezielle
Zwecke wie Erlebnisspielplätze
auf meiner Erfindung beruhende Konstruktionen auch ohne Kunststoffbelag
einsetzbar.
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Erlebnis, Event und Fun-Sport:
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Durch
seinen Einsatzort in Gewässern
aller Art, steht die Konstruktion grundsätzlich im Kontext attraktiver
Natur, die von Erholungssuchenden und Betreibern von Fun-Sportarten
geschätzt
wird. Man hat die Möglichkeit
zum erfrischenden Sprung ins Wasser und zum entspannten Beobachten
des Spielgeschehens vom Ufer aus.
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Permanente Bewegung als Ziel im Sport:
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Wer
auf der Konstruktion stehen bleibt, verringert seine eigene Mobilität und damit
seine Aktionsfreiheit. Dieser Umstand nötigt Sportler gegebenenfalls
dazu in Bewegung zu bleiben, ohne dass ein Fitness- oder Taktiktrainer
sie darauf hinweisen müsste.
Darin besteht eine bedeutende trainingsmethodische Innovation, da
auf der Konstruktion die entsprechenden Trainings- und Lernziele
ohne rationalen oder didaktischen Aufwand verfolgt werden können.
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Beispiele:
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- (1) Eine flache Inselkonstruktion, die 110
m lang und 75 m breit ist, und auf der ein Fußballfeld mit den Maßen 105·70 eingezeichnet
werden ist, schwimmt im einem passenden Wasserbecken. Die ungefähr 1.160.000
Schwimmkörper
sind hohle Sechsecksäulen
aus Hartplastik, die mittels ihrer Koppelung eng aneinander liegen.
Sie sind 100 cm tief, haben kurze Kanten von 5 cm Länge und
liegen ohne Gewichtsbelastung so tief im Wasser, dass die Oberfläche des
Belags ungefähr auf
Höhe des
Beckenrandes ist. Ihre Außenflächen haben
eine Schuppenstruktur, wobei die Schuppen nach unten hin vom Körper abstehen. (Zeichnungen:
7) Der Belag ist eine circa 5 cm dicke Schicht eines Elastomers,
darauf liegt ein dichter aber wasserdurchlässiger Kunstrasen, der ein
genügende
horizontale Dehnbarkeit aufweist und mit etwa 500.000 Schlaufen,
die durch vertikale Löcher
im elastischen Zwischenbelag geführt wurden,
an in die oberen Flächen
der Schwimmkörper
eingelassenen Schnappverschlüssen (Zeichnungen:
5) mit der Konstruktion befestigt ist. Das Becken ist circa 130
cm tief mit einer Wassertiefe von 110 cm. Es gibt Tore, deren Pfosten
in den Boden des Wasserbeckens eingelassen sind. Die Schwimmkörper, die
die Fünfmeterräume tragen,
sind nicht gegeneinander verschiebbar.
An der Stelle außerhalb
der Fünfmeterräume, an der
eine Person von 80 kg Gewicht auf der Konstruktion steht, bildet
sich innerhalb von mehreren Sekunden eine Mulde. Diese Mulde ist
rund, circa 20 cm tief, hat einen Durchmesser von circa 200 cm und
einen flachen Übergang
zur Umgebung. Es bilden sich keine tiefern Mulden, auch wenn mehrere
Personen eng beieinander stehen, da die Schwimmkörper den Beckenboden berühren, wenn
sie 20 cm abgesunken sind. In Mulden dieser Tiefe steht allerdings
Wasser circa 5 cm hoch. Wenn sich diese Person von dieser Stelle
wegbewegt, glättet
sich der Boden dort innerhalb einer Sekunde wieder. Bewegt sich
die Person auf dieser Inselkonstruktion in Lauftempo, gibt der Boden
in der Dauer eines jeden Schrittes nur wenig nach, ungefähr wie beim
Laufen auf dichtem Rasen oder nassem Sandstrand.
- (2) Ein weicher, elastischer Teppich liegt auf einer 10 cm dicken
Schicht aus einem sehr weichen Elastomer auf, die ihrerseits auf
einem Wellenförmigen
Schicht aus Hartschaum liegt, die Höhen zwischen 1 und 2 Meter
hat. Die drei Schichten sind durch wasserunlöslichen Klebstoff miteinander
verbunden. Die Schicht aus Hartschaum bis zur Mittelschicht eingeschnitten,
weist allerdings Reibungswerte auf, so dass die Muldenbildung der
Konstruktion langsam ist.
Die Konstruktion wird als Erlebnisspielplatz
eingesetzt.
- (3) Eine Schwimmköperkonstruktion
in der Art eines Inselparks aus Plätzen, Nischen und Wegen, die
diese Flächen
verbinden. Die Module haben horizontale Kantenlängen von 60 cm. Darauf befindet
sich ein Belag von soliden sechseckigen Kacheln, ebenfalls mit 60
cm Kantenlänge,
die durch Gelenke elastisch verbunden sind. Dieser Belag verhindert
die Bildung von Stufen, wenn sich Schwimmkörper gegeneinander verschieben.
Darauf ist ein angenehm weicher, wasserabweisender Stoff mittels
Klettstreifen befestigt. Die Oberfläche der Konstruktion liegt
bei der vorgesehenen Gewichtsbelastung durchschnittlich circa 0,5
Meter über
der Wasseroberfläche.
Die Konstruktion weist verschiedene architektonische Elemente auf,
die Teil der modularen Konstruktion sind. Insbesondere gibt es Auslassungen
in der Konstruktion, die als Pools fungieren, und ein rundes Feld
mit etwa 20 m Durchmesser, das etwa 1 m über der Wasseroberfläche liegt.
Es weist eine wasserdichte Schicht zwischen den Schwimmkörpern und
dem Teppichstoff auf. Die Schwimmkörpermodule der Konstruktion,
insbesondere die jenes Feldes, sind mittels Schnappverschlüssen an ihren
Unterseiten und Bändern
mit Ösen
so verbunden, dass jeder Schwimmkörper um maximal 10 cm gegen
seine Nachbarschwimmkörper
verschoben werden kann. Der Ring der das Feld begrenzenden, äußeren Module,
ist starr. D. h. die entsprechenden Schwimmkörper sind aneinander fixiert,
so dass sie nicht gegeneinander verschoben werden können.
Die
Konstruktion dient gastronomischen Zwecken, wobei das runde Feld
als Bühne
für Künstler dient.
In der Mitte der Bühne
treten Künstler
auf. Je mehr Personen das Feld betreten und je näher sie dessen Zentrum kommen,
in dem sich die Künstler
befinden, desto tiefer kann es absinken, wodurch das Feld die Form
eines Amphitheaters annimmt. Die maximale Steigung des Konstruktionsbodens
liegt in diesem Beispiel bei ungefähr 10 cm pro Meter.