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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Pflasterelement aus Altgummi oder Recyclinggummi in Form eines Verbundpflastersteins.
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Hintergrund der Erfindung
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Aus
DE U 76 10 199 ist ein Pflasterelement bekannt, das mindestens in einer an die Deckfläche angrenzenden Schicht aus gummielastischem Material besteht. Das Pflasterelement kann auch ganz aus gummielastischem Material bestehen, das durch Vulkanisation eines aus Altreifen-Abfällen und Polyurethan bestehenden Gemisches hergestellt wurde. Das Pflasterelement hat die Form eines Pflastersteins mit quadratischer Deckfläche. Ferner kann eine zur Unterseite des Pflasterelementes hin offene Ausnehmung vorgesehen sein. Die Pflasterelemente weisen eine gewisse Elastizität auf und sollen zur Bepflasterung von Spielplätzen, Kindergärten, Schulplätzen und dergleichen verwendet werden können.
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Aus
EP 1 312 716 A ist ein Bodenbelag für Spielplätze bekannt, bei dem Belagelemente aus einem Gemisch aus zerkleinertem Kautschuk, insbesondere Recyclingwerkstoff, und einem elastisch aushärtenden Kunststoff-Bindemittel bestehen. Die Belagelemente sind pflastersteinartig und formschlüssig ineinandergreifend ausgebildet. Die Beläge können an ihrer Unterseite Drainagekanäle aufweisen. Auch können an den Seitenflächen der Belagelemente rippenartige Vorsprünge und korrespondierende Nuten vorgesehen sein, um einen Verbund der Belagelemente gegen vertikalen Versatz zu schaffen.
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Für Pferde gangbare Wege und Flächen sollten einerseits fest und andererseits wiederum nachgiebig sein, um die Hufe und Gelenke der auf diesen Wegen und Flächen laufenden Pferde zu schonen. Zur Befestigung von Wegen und Flächen ist es bekannt, eine Verbundsteinpflasterung anzuwenden. Die allgemein bekannten Verbundsteinpflaster sind für Pferde nicht schonend und deshalb dort nicht anzutreffen, wo Pferde häufig verkehren müssen. Andererseits sind Pflaster aus gummielastischem Material, wie es zur Bepflasterung von Spielplätzen, Kindergärten und Schulplätzen bereits vorgeschlagen worden ist, bisher nicht zur Bepflasterung von Wegen oder Flächen eingesetzt worden, die solchen starken Belastungen wie durch Pferdehufe ausgesetzt sind.
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Allgemeine Beschreibung der Erfindung
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Pflasterelemente zur Bepflasterung von Wegen und Flächen zu schaffen, die einerseits eine gewisse Nachgiebigkeit und Flexibilität zeigen und andererseits genügende Festigkeit aufweisen, um solch großen Belastungen wie durch Pferdehufe gewachsen zu sein.
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Die Wege und Flächen sollen für Reitsportanlagen, Wege in Pferdeställen, Trainingsbahnen und dergl. tauglich sein und auch für andere hochbelastbare Flächen brauchbar sein.
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Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Lehre des Anspruches 1 gelöst und durch die Maßnahmen der abhängigen Ansprüche weiterentwickelt und ausgestaltet.
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Das Material des Pflasterelementes enthält bis zu 95 % Anteile aus Recyclinggummi in Granulatform und/oder in Faserform. Zusammen mit einem Anteil von 5 % bis 20 % aushärtendem Bindemittel wird das Recyclinggummi zu einem Formkörper mit vorbestimmter Dichte gepresst, so dass einerseits die Festigkeit des Pflasterelementes ausreicht, Pferdehufe zu tragen, und andererseits genügende Nachgiebigkeit vorhanden ist, um die Hufe und Gelenke von Pferden zu schonen. Der Formkörper ist ferner zum Verbund gestaltet, d.h. seine Längsseiten sind zum formschlüssigen Eingriff mit Längsseiten von benachbarten Pflasterelementen ausgebildet. Die Unterseite des Pflasterelementes ist mit einer Aussparung versehen, die in der Draufsicht das Aussehen eines Knochens oder einer Hantel aufweist, also etwas länglich, mit Verdickungen an den Enden, geformt ist. Die Enden der Aussparung sind halbschalenförmig gestaltet und über ein taillenförmiges Verbindungsstück miteinander verbunden. Zur Oberseite des Pflasterelementes hin ist die Aussparung verjüngend-abgerundet geformt. Es wird so eine Gewölbeform erzielt, die starke mittige Belastungen auf dem Pflasterelement zu den Seitenwänden hin abzuleiten vermag. Gleichzeitig sorgt das gummielastische Material des Pflasterelementes für genügende Nachgiebigkeit bei hoher Belastung, wie durch Pferdehufe, so dass Belastungsstöße auf die Gelenke des Pferdes abgemildert werden können.
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Als Bindemittel des Recyclinggummis wird Polyurethan bevorzugt, weil dieses nach Aushärtung selbst gummielastische Eigenschaften aufweist. Zusammen mit einem Anteil von Gummigranulat und/oder Fasern zwischen 80 % bis 95 % enthält das Pflasterelement so nahezu 100 % gummielastische Bestandteile. Insbesondere wenn ein Anteil an elastischen Fasern verwendet wird, neigt das Material des Pflasterelementes auch bei hoher örtlicher Belastung nicht zur Rissbildung, selbst dann, wenn das Material des Pflasterelementes eine gewisse Lockerheit an der Oberseite des Pflasterelementes aufweist.
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Zur Gewinnung von Granulat wird Altgummi oder Recyclinggummi gemahlen, wobei es auf die Verteilung der Körnung ankommt, wenn bestimmte Eigenschaften des Pflasterelementes erzielt werden sollen. Das Granulat sollte in einer Körnung von 0,5 mm bis 6 mm mit einem Mindestanteil von 80 % an dem Granulat vorliegen. Ähnlich steht es mit dem Fasermaterial. Die Fasern sollten in einem Längenbereich von 0,5 mm bis 20 mm mit einem Mindestanteil von 80 % an dem Fasermaterial vorliegen. Je nach den geforderten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Nachgiebigkeit sowie Porosität wird der relative Anteil von Granulat und von Fasern sowie die absolute Menge des Recyclinggummis für ein Pflasterelement so gewählt, dass der gepresst-ausgehärtete Formkörper ein spezifisches Gewicht zwischen 750 kg und 1150 kg/m3 aufweist. Das spezifische Normalgewicht des Pflasterelementes beträgt etwa 900 kg/m3.
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Zur Bildung eines Verbundsteinpflasters ist der Formkörper länglich, mit je einer Einbuchtung an jeder seiner Längsseiten und je einem Vorsprung an oder nahe den Enden der Längsseiten ausgebildet. Es wird bevorzugt, dass das Pflasterelement eine Umrissform gemäß dem Doppel-T-Verbundsteinpflaster aufweist, jedoch sind auch andere Umrissformen von Verbundsteinpflaster anwendbar.
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Für ein Pflasterelement von 200 mm Länge und 160 mm oder 165 mm Breite sowie eine Höhe im Bereich 40 mm bis 50 mm weist die Aussparung an der Unterseite des Pflasterelementes eine Länge im Bereich von 160 mm bis 170 mm, eine Breite im Bereich von 70 mm bis 80 mm und eine Tiefe (Höhe) im Bereich von 20 mm bis 25 mm auf. Bei dieser Gestaltung der Aussparung wird eine Mindestwanddicke des Pflasterelementes zwischen der Aussparung und den Längsseiten des Pflasterelementes von etwa 20 mm eingehalten (etwa = +20 % des angegebenen Wertes).
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Im Hinblick auf einen günstigen Kompromiss zwischen Festigkeits- und Nachgiebigkeitsverhalten des Pflasterelementes beschreiben die halbschalenförmigen Enden der Aussparung an der Unterseite des Pflasterelementes mit ihren Randkanten einen Radius von etwa 35 mm und sind zur Oberseite des Pflasterelementes verjüngt und/oder bilden eine Wölbung mit Radius von etwa 20 mm. Das taillenförmige Verbindungsstück an der Unterseite des Pflasterelementes beschreibt mit seinen Randkanten einen Radius von etwa 100 mm. Bei der Herstellung des Pflasterelementes durch Schütt-Gießen, Pressen und Aushärtenlassen bilden sich auf diese Weise Wände mit gerundeten Übergängen, so dass ein Materialausgleich durch Fließen von Material auch quer zur Pressrichtung erfolgen kann. So können Fehlstellen im Formkörper des Pflasterelementes weitgehend vermieden werden.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei zeigt:
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1 ein Pflasterelement in perspektivischer Darstellung,
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2 ein Herstellungswerkzeug, nämlich einen Einsatz zur Bildung einer Aussparung in dem Pflasterelement,
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3 eine Ansicht von oben auf den Einsatz der 2,
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4 eine Seitenansicht des Einsatzes,
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5 eine Frontalansicht des Einsatzes,
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6 eine Ansicht von oben auf das Pflasterelement mit angedeuteter Aussparung,
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7 eine Schnittansicht des Pflasterelementes,
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8 eine Draufsicht auf ein Pflasterelement mit angedeuteter, abgewandelter Aussparung,
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9 eine Schnittansicht auf das Pflasterelement,
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10 eine FEM-Gitterdarstellung eines Pflasterelementes, belastet mit einem Pferdehuf, und
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11 eine Darstellung der Spannungsverteilung aus der FEM-Analyse des Pflasterelementes aus 10.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Pflasterelement, das wie ein Doppel-T-Verbundsteinpflaster verlegt werden kann. Das Pflasterelement enthält einen gepresst-ausgehärteten Formkörper 1 mit Oberseite 11, Unterseite 12, Stirnseiten 13, 14 und Längsseiten 15, 16. Die Längsseiten 15 und 16 sind mit je einer Einbuchtung 150, 160 versehen, so dass noch Vorsprünge 151 und 152 sowie 161 und 162 an den Enden der Längsseiten 15 und 16 ausgebildet sind. Beim Verlegen des Pflastersteinelementes greifen die Vorsprünge 151, 152, 161, und 162 in benachbarte Einbuchtungen 150, 160 ein und bilden einen Verbund.
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Die 2 bis 5 zeigen einen Einsatz 2 zur Bildung einer Aussparung 3 (6, 7). Ein ähnlicher Einsatz ist zur Bildung einer Aussparung 4 (8, 9) an der Unterseite 12 des Formkörpers 1 vorgesehen. Der Einsatz 2 wird zusammen mit einer Gießpressform benutzt, die einen Hohlraum gemäß des Formkörpers 1 aufweist und nicht dargestellt werden braucht. Nachdem etwas Mischung aus Recyclinggummi und Bindemittel in die Gießpressform eingefüllt worden ist, wird der Einsatz 2 an passender Stelle in den Hohlraum der Gießpressform eingeführt und danach wird weitere Mischung nachgefüllt und verpresst, um das Pflasterelement nach Aushärtung fertig zu stellen.
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Damit die gewünschte Form der Aussparung 3 bzw. 4 entsteht, wird ein Einsatz 2 in Hantelform benutzt, der zwei halbschalenförmige Enden 23 und 24 sowie ein taillenförmiges Verbindungsstück 20 aufweist. Sowohl die halbschalenförmigen Enden 23, 24 als auch das taillenförmigen Verbindungsstück 20 sind zu einer Seite hin abgerundet, die bei dem fertigen Pflasterelement die Oberseite 11 bildet. Zur Unterseite 12 hin gibt es einen Randstreifen 22, der sich nach der Oberseite 11 hin verjüngt und in die Rundung der halbschalenförmigen Enden 23 und 24 übergeht. Zur Oberseite 11 hin wird eine ebene Fläche 21 am Einsatz 2 gebildet. Zur Veranschaulichung der Form des Einsatzes 2 sind die Grenzlinien zwischen den halbschalenförmigen Enden 23, 24 zu dem taillenförmigen Verbindungsstück 20 und die Grenzlinie des umlaufenden Randstreifens 22 sowie die Grenzlinie zu der ebenen Fläche 21 eingezeichnet. Der Einsatz 2 weist noch zwei Schraubbohrungen 25 auf, um einen Griff oder ein Gestänge anzubringen, mit dem der Einsatzkörper beim Pressen des Pflasterelementes gehandhabt werden kann.
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Anhand der 3, 4 und 5 werden Maßangaben gebracht. Die Länge des Einsatzes 2 wird mit l, die Breite mit b und die Höhe mit h bezeichnet. Der Einsatz hat einen Wölbungsradius r1, einen Grenzradius r2 an dem taillenförmigen Verbindungsstück 20 und einen Grenzradius r3 an den halbschalenförmigen Enden 23 bzw. 24. Bei globalen Abmessungen des Pflasterelementes von 200 mm Länge und 160 mm größter Breite hat der Einsatz 2 eine Länge l = 160 mm, eine größte Breite b = 70 mm, einen Wölbungsradius r1 = 20 mm, einen Taillen-Grenzradius = 100 mm und einen Halbschalen-Grenzradius r3 = 35 mm.
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6 zeigt ein beispielhaftes Pflasterelement von oben mit angedeuteter Aussparung an der Unterseite und 7 zeigt einen Längsschnitt durch das Pflasterelement, das eine Umrissform gemäß dem Doppel-T-Verbundsteinpflaster aufweist. Die Außenabmessungen können mit dem bekannten Pflaster übereinstimmen oder, wie hier, hinsichtlich Breite und Höhe abweichen. Das beispielhafte Pflastersteinelement weist eine Länge von 200 mm und eine Breite von 160 mm (statt 165 mm wie beim üblichen Doppel-T-Verbundpflaster) sowie eine Höhe von 43 mm (statt 80 oder 100 oder 120 mm) auf. An engster Stelle ist das Pflasterelement 110 mm breit und 80 mm lang. An jedem Ende des Pflasterelementes ist ein Vorsprung von 40 mm Länge vorgesehen, der über eine Schrägfläche mit der Einbuchtung 150, 160 des Pflasterelementes verbunden ist. Auf der Oberseite weist das Pflasterelement eine umlaufende Schrägfläche oder Fase auf, die jedoch auch fehlen kann, wenn man eine Oberfläche des Pflasters mit geringem Rollwiderstand wünscht.
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Die Aussparung 3 an der Unterseite des Pflasterelementes entspricht in seiner Form und Abmessungen dem Einsatzkörper nach den 2 bis 5. Die Länge l beträgt 160 mm, die Breite b = 70 mm und die Tiefe h = 25 mm. Die sich zwischen den Seitenflächen und der Aussparung 3 erstreckende Wandung weist eine Mindestdicke m von 15 mm auf. Der Wölbungsradius r1, der Taillengrenzradius r2 und der Halbschalengrenzradius r3 entsprechen den Werten des Einsatzkörpers 2, wie mit 2 bis 5 dargestellt.
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8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Aussparung 4 in einem Pflasterelement mit einer Umrissform gemäß dem Doppel-T-Verbundsteinpflaster. Die Aussparung 4 hat Hantelform, bei der der Randstreifen 22 auf Kosten der halbschalenförmigen Enden 23, 24 vergrößert ist. Der zugehörige Einsatzkörper zur Schaffung der Aussparung 4 ist demgemäß mehr keilförmig im Verhältnis zum Einsatzkörper 2 der 2 bis 5 ausgebildet. Die Länge der Aussparung an der Unterseite 12 des Pflasterelementes beträgt 170 mm, die größte Breite b = 80 mm und die Tiefe h = 20 mm.
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Es versteht sich, dass Zwischenformen der Aussparung in dem Pflasterelement existieren können, die Abmaße zwischen den angegebenen Abmessungen der Aussparung 3 und der Aussparung 4 aufweisen.
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Die Umrissform gemäß dem Doppel-T-Verbundsteinpflaster ist nicht essenziell. Es können andere Umrissformen von Verbundsteinpflaster gewählt werden, bei denen durch Einbuchtungen und Vorsprüngen der formschlüssige Eingriff zwischen benachbarten Pflasterelementen möglich ist. Die Form der Aussparung wird an die Außenform des Pflasterelementes so angepasst, dass eine Mindestwandstärke gewahrt bleibt, um einerseits den Festigkeitsanforderungen des Anwendungsfalles zu genügen und andererseits genügende nachgiebige Elastizität aufzuweisen, wie im Anwendungsfall erforderlich. Dabei kann die Hantelform der Aussparung von der symmetrischen Gestalt, wie in 2 bis 5 gezeigt, abweichen und der „Schiefe“ von Verbundsteinpflaster angepasst sein, wie solcher nach DIN EN 1338 bekannt ist.
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10 und 11 zeigen ein Pflasterelement während einer Belastungssimulation durch einen Standardhuf eines Pferdes mit 700 kg. Die Oberfläche des Pflasterelementes verformt sich bei einer mittleren Einsenkung von 1 mm bis maximal etwas 10 mm am vorderen Hufende. Der maximale Druck beträgt dabei etwa 0,46 N/mm2 (MPa).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DU 7610199 U [0002]
- EP 1312716 A [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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