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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sportboden, der mehrschichtig aufgebaut ist, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sportbodens, dem eine definierte Absorberfähigkeit für eine bedarfsabhängige Erzeugung einer Eisschicht innewohnt.
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Im Freien liegende Sportflächen, wie beispielsweise Fußballfelder, Tennisplätze, Hockeyplätze oder sonstige Ballsportplätze, können lediglich während den Sommermonaten bzw. bei entsprechenden Witterungsverhältnissen genutzt werden. Um zu verhindern, dass diese Flächen während der Winterzeit brach liegen, ist es mittlerweile vor allem in touristisch erschlossenen Gebieten üblich, derartige Freiplätze mit einer Kunsteisbahn zu versehen. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, die freien Sportplätze auch im Winter für sportliche Betätigungen, wie Eiskunstlauf, Eishockey oder dergleichen zur Verfügung zu stellen.
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Um eine solche Kunsteisbahn auf entsprechenden Sportbelägen auszubilden, ist es bekannt, auf dem jeweiligen Sportbelag eine portable Absorberfläche mittels ausrollbaren Eismatten anzuordnen, die aus mehreren, in der Regel parallel verlaufenden flexiblen Kühlrohren bestehen. Eine entsprechende Eisfläche wird dann dadurch erzeugt, dass die Eismatten mit einem Kühlmittel durchströmt werden und gleichzeitig Wasser auf die Eismatten aufgesprüht wird, welches dann über einen bestimmten Zeitraum zu einem Eispanzer erstarrt.
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Derartige Lösungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass die Eismatten jeweils zu Beginn und zum Ende der Wintersaison auf- bzw. abgebaut und transportiert sowie während der Sommerzeit gelagert werden müssen, was die Betriebskosten derartiger künstlicher Eisflächen erheblich erhöht.
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Um einen solchen logistischen Aufwand gering zu halten, ist es auch bekannt, derartige Eismatten stationär auf den jeweiligen Freiplätzen vorzusehen. In einer Ausführungsform werden derartige Eismatten in einer im Randbereich des Sportplatzes angeordneten Versorgungskammer gelagert und bei Bedarf auf der Fläche des Sportplatzes ausgerollt, um einen Eisbetrieb zu ermöglichen.
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Hierbei entfällt lediglich der Transportaufwand, nichtsdestotrotz ist eine Montage und Demontage der Absorberfläche notwendig. Darüber hinaus ist zusätzlicher Bauraum für die Versorgungskammer zur Aufnahme der Eismatten während der Sommermonate von Nöten.
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In einer anderen Ausführungsform sind derartige Eismatten bereits stationär im Bereich des Sportbodens installiert. Die durch Kühlrohre in der Eismatte gebildeten Absorberbahnen sind hierzu auf einer in der Regel wasserdurchlässigen Asphalt- oder Betontragschicht flächig angeordnet, wobei die Zwischenräume zwischen den einzelnen Kühlrohren gegebenenfalls mit einem Quarzsand oder ähnlichem Material ausgebettet sind. Auf der durch die Absorberbahnen gebildeten Eismattenlage wird dann abschließend ein Kunstrasen oder sonstiger, für die jeweilige Nutzung des Freiplatzes vorgesehener Sportbelag permanent aufgebracht und fixiert. Dem so gebildeten Sportboden wohnt also bereits die Fähigkeit zur Kühlabsorption inne.
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Jedoch ist eine derartige Lösung unter anderem mit dem Nachteil behaftet, dass die Absorberschicht einer entsprechenden dynamischen Gewichtsbelastung ausgesetzt ist, was sich negativ auf die Haltbarkeit der Kühlrohre auswirkt. Des Weiteren führen unterschiedliche thermische Längenausdehnungen zwischen der Absorberschicht und der den Sportbelag bildenden Oberschicht, beispielsweise dem Kunstrasenbelag, auf der einen Seite sowie der darunter liegenden Asphalt- oder Betontragschicht auf der anderen Seite zu einem erhöhten Verschleiß der Kühlrohre. Es hat sich gezeigt, dass derartige, stationär vorgesehene und innerhalb des Sportbodens permanent vorliegende Absorberschichten eine Nutzungsdauer von 5 bis 10 Jahren nicht überschreiten.
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Ausgehend von den vorhergehend geschilderten Nachteilen aus dem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sportboden zur Verfügung zu stellen, der sich einerseits durch eine längere Haltbarkeit auszeichnet und andererseits einen einwandfreien Eisbetrieb einer Sommersportfläche realisiert. Darüber hinaus soll der Montage- und Wartungsaufwand eines solchen Sportbodens gering gehalten werden.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung eines Sportbodens mit einer Absorberfähigkeit für eine bedarfsabhängige Erzeugung einer Eisschicht nach Anspruch 1 sowie mit einem Sportboden jeweils nach Anspruch 9 und Anspruch 10.
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Der Sportboden weist dabei zumindest eine wasserdurchlässige Tragschicht und eine auf dieser angeordnete oberste Belagschicht auf. Da es sich hierbei um Freiplätze handeln soll, ist es zwingend notwendig, dass die Tragschicht wasserdurchlässig ausgestaltet sein muss, damit Regenwasser abfließen kann. Damit einhergehend ist jedoch die Problematik verbunden, dass in die Tragschicht prinzipiell keine Kühlrohre aus Stahl eingelegt werden können, da diese mittelfristig rosten würden. Um zu verhindern, dass Kühlrohre rosten, könnten diese aus einem Edelstahlmaterial hergestellt werden, was jedoch erhebliche Kosten erzeugen würde.
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Ausgehend davon ist es daher eine Überlegung, auf welcher die Erfindung aufbaut, die Kühlrohre aus Kunststoff herzustellen. Dies birgt jedoch die Gefahr, dass beim Bau eines solchen Sportbodens der heiße Asphalt bzw. Beton für die Tragschicht zu einer Aufweichung der Kunststoffrohre mit der Gefahr von Wärmerissen oder sonstigen thermischen Verformungen führen würde, was grundsätzlich der Anordnung von aus Kunststoff hergestellten Kühlrohren innerhalb einer aus Asphalt, Beton oder ähnlichem Werkstoff bestehenden Tragschicht entgegen steht.
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Dieses Montagehindernis räumt das Verfahren gemäß der Erfindung vollständig aus, indem während des Einbringens der Kühlrohre in die heiße, in der Regel in einem Temperaturbereich von 120–160°C vorliegende Asphalt- oder Betonschicht die Kühlrohre permanent von einer entsprechenden Kühlflüssigkeit durchströmt werden.
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Die Kühltemperatur des Kühlmittels, welches Wasser sein kann, liegt hierzu vorzugsweise in einem Temperaturbereich von ca. 20–70°C.
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Um eine einwandfreie Kühlung der Kühlrohre während der Herstellung des mehrschichtigen Sportbodens zu gewährleisten, wodurch die Ausbildung von Wärmespannungen oder sonstigen thermischen Verformungen in den Kühlrohren verhindert wird, ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, die Kühlflüssigkeit mit einem definierten Druck und mit einer definierten Durchströmgeschwindigkeit durch die Kühlrohre zu schicken, so dass stets ein solcher Wärmeübergang, der die negativen thermischen Auswirkungen ausschließt, zwischen der Asphalt- oder Betonschicht und den Kühlrohren vorherrscht. Der Druck und die Durchströmgeschwindigkeit ergeben sich beispielsweise aus dem Durchflussquerschnitt der zum Einsatz kommenden Kühlrohre, der Anzahl der Kühlrohre pro Fläche, dem Material der Kühlrohre, der Wandstärke der Kühlrohre sowie der entsprechenden Temperaturverhältnisse beim Aufbringen des heißen und flüssigen Asphalts bzw. Betons.
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Idealerweise kann hierbei gemäß der Erfindung noch eine Steuerung vorgesehen sein, die derart konzipiert ist, dass der Druck, die Durchströmgeschwindigkeit und die Temperatur der Kühlflüssigkeit über den gesamten Zeitraum des Aushärtens des Asphalts bzw. Betons entsprechend auch der Abnahme der Temperatur des Asphalts oder des Betons über die Zeit variiert und angepasst wird, um stets den günstigsten, d. h. den für eine Unversehrtheit der Kühlrohre stabilisierendsten Wärmeübergang zu schaffen.
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Ist die Asphalt- oder Betonschicht zur Ausbildung der wasserdurchlässigen Tragschicht mit den dann integrierten Kühlrohren einmal ausgehärtet, kann abschließend die entsprechende Belegschicht für den jeweils vorgesehenen Sportbelag aufgebracht werden.
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Für den Winterbetrieb können dann die Kühlrohre mit einer entsprechenden Kühlflüssigkeit, beispielsweise einem Frostschutz-/Wassergemisch durchströmt werden, das von einer Kältemaschine mit einer Temperatur von beispielsweise –7 bis –10°C stammt. Auf die Belegschicht, beispielsweise einem Kunstrasen, wird dann Wasser aufgesprüht, das dann zu Eis erstarrt. Die Kältemaschine, welche idealerweise mobil ist, wird einfach bei Bedarf an die Kühlrohre in dem Sportboden über entsprechende Anschlusselemente angeschlossen.
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Somit kann eine für den Sommerbetrieb vorgesehene Sportfläche, die gemäß der Erfindung Kühlrohre integriert aufweist, rasch auf einen Kunsteisbetrieb umgestellt werden, ohne dass die Absorberschicht zusätzlich installiert werden muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden in der aufgebrachten Asphalt- oder Betonschicht entsprechende Kanäle ausgeformt, die der Aufnahme der Kühlrohre dienen. Vorzugsweise werden die Kühlrohre hierbei in eine entsprechende Gussmasse eingebettet, die als zusätzliches Dichtungsmittel, Dämpfungsmittel und Mittel zum Ausgleich von unterschiedlichen Längendehnungs-Koeffizienten zwischen den unterschiedlichen angrenzenden Materialien dienen kann.
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Der vorgesehene Sportbelag kann dann unmittelbar auf die Asphalt- oder Betonschicht und die in der Gussmasse eingebetteten Kühlrohre aufgelegt werden.
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Alternativ kann jedoch auch eine zweite Asphalt- oder Betonschicht auf die erste Asphalt- oder Betonschicht unter Einschluss der Kühlrohre aufgetragen werden.
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Unterhalb der Tragschicht können noch, je nach Art des Sportbodens, diverse Stabilisierungsschichten, Schotterschichten und Bodenschichten vorliegen. Ebenso können zwischen der obersten Asphalt- oder Betonschicht und der den Sportbelag ausbildenden Belagschicht Dämpfungsmatten oder ähnliches vorgesehen werden.
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Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt demzufolge darin, dass während der gesamten Aushärtedauer der Asphalt- oder Betonschichten, bei welcher diese mit einer für das Material der Kühlrohre kritischen erhöhten Temperatur vorliegen, die Kühlrohre, die für den späteren Einsatz für einen Eisbetrieb vorgesehen sind, mit einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden.
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Der erfindungsgemäße Sportboden zeichnet sich demzufolge dadurch aus, dass in seiner Tragschicht Kühlrohre vorgesehen sind, die dem mehrschichtigen Sportboden eine Absorberfähigkeit für eine bedarfsabhängige Erzeugung einer Eisschicht auf dem Sportboden verleihen.
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Gemäß der Erfindung sind die Kühlrohre hierbei als in die Tragschicht permanent integrierte Kunststoffrohre ausgebildet. Die Kunststoffrohre können hierbei idealerweise faserverstärkt sein. Als Querschnitt eignen sich Durchmesser von 15 bis 30 mm, wobei die Wandstärke zwischen 2 bis 3 mm liegen kann. Bevorzugtes Kunststoffmaterial soll hierbei Polyethylen sein.
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Prinzipiell wäre es gemäß einem Aspekt der Erfindung auch ausreichend, dass die in der Tragschicht integrierten Kühlrohre den gleichen Längenausdehnungs-Koeffizienten aufweisen wie der Asphalt oder Beton für die Tragschicht. Dies ermöglicht prinzipiell den Einsatz von Kühlrohren aus Stahl oder Edelstahl. Werden die Kühlrohre hierbei zusätzlich in einer entsprechenden Gussmasse eingebettet, lässt sich beim Einsatz von Stahl als Werkstoff auch ein Rosten verhindern.
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Es wird deutlich, dass der gemäß der Erfindung vorgeschlagene Sportboden und das zu seiner Herstellung vorgeschlagene Verfahren geeignet sind, bei Bedarf einen Kunsteisbetrieb ohne größeren Aufwand zu realisieren. Da die Kühlrohre permanent in die Tragschicht integriert sind, und insbesondere für den Fall der Verwendung von Kunststoff als Material für die Kühlrohre, die dann in der Tragschicht, gegebenenfalls eingebettet in eine Gussmasse, permanent fixiert sind, ohne dass Druck- oder Witterungsbelastungen von außen einen Einfluss zeigen können, wird der Wartungsaufwand einer solchen funktional mehrfach nutzbaren Sportfläche gering gehalten. Der Sportboden zeichnet sich auch durch eine sehr hohe Lebensdauer aus; selbst bei einem Wechsel der obersten Belagschicht müssen die in der Tragschicht vorliegenden Kühlrohre nicht ausgetauscht werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den anhand der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 schematisch eine Kühlanordnung für einen erfindungsgemäßen Sportboden;
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2 schematisch einen Querschnitt durch einen Sportboden, wie er im Sommerbetrieb vorliegt; und
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3 schematisch einen Querschnitt durch diesen Boden im Kunsteisbetrieb.
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1 zeigt schematisch ein Schaltbild für die Anordnung einer Kühlanordnung während der Herstellung des erfindungsgemäßen Sportbodens.
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Während der Herstellung wird eine für den Sportboden vorgesehene Fläche 1 mit einer ersten Asphalt- oder Betonschicht 2 ausgekleidet. Während der Asphalt bzw. der Beton noch in seiner heißen Verarbeitungstemperatur vorliegt, werden idealerweise in einer parallelen Anordnung mehrere Kühlrohre 3 in die Asphalt- oder Betonschicht 2 eingebracht.
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Die Kühlrohre 3 sind dabei über entsprechende, hier nicht näher dargestellte Anschlüsse mit einem Kühlsystem verbunden, welches aus einem Kälteaggregat 4 besteht, beispielsweise einem Kühlturm oder einem Luftkühler, und einer Pumpe 5, die über entsprechende Leitungen 6 eine Kühlflüssigkeit in dem System zirkulieren lässt.
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Das Kälteaggregat 4 und die Pumpe 5 sind dabei mobil, beispielsweise auf einem LKW, angeordnet.
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Während des Aushärtens der Asphalt- oder Betonschicht 1 zirkuliert die Kühlflüssigkeit durch die Kühlrohre 3 mit einer solchen Temperatur, dass sich der heiße Asphalt oder Beton der Asphalt- oder Betonschicht 2 nicht negativ auf die Materialeigenschaften der Kühlrohre 3 auswirkt.
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Hierdurch wird es möglich, insbesondere aus Kunststoff hergestellte Kühlrohre 3 in einer solchen Asphalt- oder Betonschicht 2 anzuordnen, die dann zu einem späteren Zeitpunkt zur Erzeugung einer Eisschicht genutzt werden können.
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Für diesen Einsatzzweck werden die Kühlrohre 3 dann ebenfalls an ein Kälteaggregat mit einer Pumpe und entsprechenden Leitungen angeschlossen, wobei jedoch dann in dem Kühlsystem ein entsprechendes Kühlmittel mit einer Temperatur unterhalb von 0°C zirkuliert.
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2 zeigt im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Sportboden in mehreren Schichten.
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In der darin gezeigten Ausführungsform sind die Kühlrohre 3 in einer ersten Asphalt- oder Betonschicht 2 in Kanälen 7 aufgenommen. Theoretisch könnten die Kühlrohre auch in die heiße und daher noch verformbare Masse des Asphalts oder Betons eingedrückt werden, jedoch ist es zur besseren Stabilisierung und Führung der Kühlrohre 3 in Parallelanordnung vorteilhafter, entsprechende Kanäle 7 in der ersten Asphalt- oder Betonschicht 2 auszubilden.
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Derartige Kanäle 7 schaffen auch die Möglichkeit, dass die Kühlrohre 3 noch mit einer entsprechenden, hier nicht dargestellten, Gussmasse umhüllt werden, die die thermischen und Dämpfungseigenschaften der Kühlrohre 3 verbessern kann.
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Auf die erste Asphalt- oder Betonschicht 2 mit den darin integrierten Kühlrohren 3 wird eine zweite Asphalt- oder Betonschicht 8 aufgetragen.
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Beim Aushärten der beiden Asphalt- oder Betonschichten 2 und 8 werden die Kühlrohre 3 permanent von der Kühlflüssigkeit durchströmt, wobei sich hierfür Wasser in einem Temperaturbereich zwischen 20 und 70°C eignet.
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Ist dann auch die oberste, zweite Asphalt- oder Betonschicht 8 vollständig ausgehärtet, lässt sich die für den jeweiligen Einsatzzweck vorgesehene Belagschicht 9, beispielsweise ein Kunstrasenbelag für Fußball oder ein Teppichbelag für Tennis, gegebenenfalls unter Zwischenlage von weiteren Schichten, auftragen und entsprechend befestigen, bspw. durch Kleben.
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3 zeigt exemplarisch den erfindungsgemäßen Sportboden im Kunsteisbetrieb.
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Durch die Kühlrohre 3 kann dann ein entsprechendes Kühlmittel geleitet werden, während auf die obere Belagschicht 9 Wasser aufgesprüht wird, welches dann entsprechend aneist und eine Kunsteisschicht 10 ausbildet, die dann für Wintersportarten genutzt werden kann.
