DE2901744A1 - ELASTIC COVERING FOR SPORTS AREAS - Google Patents
ELASTIC COVERING FOR SPORTS AREASInfo
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Description
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DEUTSCHE SEMPERIT GESELLSCHAFT M.B.H.GERMAN SEMPERIT GESELLSCHAFT M.B.H.
Elastikbelag für SportstättenElastic covering for sports facilities
Angemeldet am: (A /78) Beginn der PatentdauerjRegistered on: (A / 78) Beginning of the patent term j
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 Sportboderibelag v/erden 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 wenigerIn today's world, on a sports bathing surface very many, partly contradicting requirements. On the one hand, the covering should be such that the athlete can achieve top performance on it and, on the other hand, the risk of injury is minimized. The risk of injury that one thinks of here is less
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ein akuter Vorgang, wie zum Beispiel ein Sturz oder dergleichen, sondern vieiraehr eine dauernde Überbeanspruchung des Bewegungsund Stützapparates eines Sportlers, der sich auf einem derartigen Belag bewegt. Diese chronische Verletzungsgefahr ist umso größar, 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 Polyurethanweichschaumflocken zugesetzt sind.an acute process, such as a fall or the like, but rather a permanent overuse of the movement and Support apparatus of an athlete who moves on such a surface. This chronic risk of injury is all the greater, the less the pavement is capable of reducing a force impulse exerted on it; this is especially true for well-known people Elastic coverings, even if foam rubber or flexible polyurethane foam flakes are added to them in small percentages by weight are.
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, in practice, many athletes have suffered considerable damage as a result of the influence of unfavorable soil properties drawn. A compromise must therefore be chosen when constructing a new sports facility covering 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 surface must be designed differently for different sports and it is therefore necessary that the coating properties can be varied in terms of production within certain limits.
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, therefore, has been made to provide The aim of an elastic covering for sports facilities is to provide optimal training conditions for athletes creates, as it has property values that ensure both a protection of the locomotor and support apparatus, and still allow a good performance to be achieved.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Elastikbelages besteht darin, daß er aus durch ein elastisches Bindemittel verbundenem Granulat aus einer Mischung von etwa 50 bis etwa 90 Gew. -% Polyurethan-Weichschaum-Flocken und etwa 10 bis etwa 50 Gew.-^ Gummigranulat besteht.The essence of the Elastikbelages invention is that it of joined by an elastic binder granulate of a mixture of about 50 to about 90 wt - soft polyurethane foam flakes and about 10 consists% to about 50 wt .- ^ 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 im Bezug auf den Kraft-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 power
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abbau uud die damit verbundene Schonung des Stützapparates. Die Elastizität eines derartigen nur aus Polyurethan-Weichsehaum-Flocken bestehenden Belages wäre jedoch zu gering, um seine Verwendung als Elastikbelag für Sportstätten zu gestatten, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen v/erden, um hier eine Verbesserung zu schaffen. Die vorliegende Erfindung sieht daher vor, daß den Polyurethan-Weichschaum-Plocken Gummigranulat beigemengt ist. Dieses in den Weiehschaum-Plocken 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,dismantling and the associated protection of the supporting apparatus. The elasticity of such a material consists only of soft polyurethane foam flakes However, the existing surface would be too small to allow its use as an elastic surface for sports facilities, unless special precautions have been taken to improve this. The present invention therefore provides for rubber granules to be added to the flexible polyurethane foam blocks. This in the soft foam puffs Evenly distributed rubber granulate leads to a due to its relatively high rebound resilience Stiffening of the surface and thereby enables the good suitability as an elastic surface 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 im Bezug auf den Chemismus günstige Verhältnisse für die Verbindung der Nutzschicht mit dem Elastikbelag schafft.Such elastic coverings can be covered with a suitable wear layer, depending on their intended use, which consists of Polyvinyl chloride or polyurethane, but also of other wear layer materials that can be used in sports facility construction. It is particularly useful to attach such a wear layer made of polyurethane, which may also be can be built up in several layers because the elastic covering and the wear layer are identical in terms of chemistry creates favorable conditions for the connection of the wear layer with 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 erfindungsgemäß wirksam werden zu können. Beträgt hingegen der Anteil an Polyurethan-Weichschaum-Flocken über etwa 90 Gew.-^, so treten die oben für reine Polyurethan-Weichschaum-Flocken-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 BelägeIf the content of flexible polyurethane foam flakes is less than 50 wt .- ^, 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 over about 90% by weight, the disadvantages listed above for pure polyurethane flexible foam flake composite materials occur. The same can be said for the case that the rubber granulate content below about 10 wt -.% Is. With a rubber granulate content of more than about 50% by weight , on the other hand, the rubber-elastic properties already predominate, so that such coverings
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zwar eine hohe Reaktionskraft erzeugen können, jedoch aufgrund des zu geringen Kraftabbaues zu chronischen Schädigungen des Stützapparates führen können.can generate a high reaction force, but due to the insufficient force reduction can lead to chronic damage to the supporting apparatus.
Die günstigsten Eigenschaften können dann erreicht werden, wenn bei einem erfindungsgeraaßen Elastikbelag die durch Sieben erhaltene Teilchengröße der Polyurethan-Weichschaum-Flocken unter einer Siebmaschenweite von etwa 5 mm, vorzugsweise unter etwa 3 rom liegt. Ist die Flockengröße über etwa 5 mm, so ist der Eigenschaftsausgleich - dämpfendes Verhalten der Polyurethan-Weichschaum-Flocken/elastisches Verhalten des Gummigranulats - nicht mehr im erfindungsgemäß gewünschten Maße möglich, da der Belag bereits eine zu inhomogene Verteilung aufweist.The most favorable properties can then be achieved if, in an elastic covering according to the invention, the particle size of the flexible polyurethane foam flakes obtained by sieving below a screen mesh size of about 5 mm, preferably is below about 3 rom. The flake size is about about 5 mm, this is the balance of properties - damping behavior of the flexible polyurethane foam flakes / elastic behavior of the rubber granulate - no longer possible to the extent desired according to the invention, since the coating is already too inhomogeneous in distribution having.
Zweckmäßig ist es auch, wenn die durch Siebung erhaltene Teilchengröße des Gummigranulates zwischen einer Siebmaschen-It is also useful if the particle size of the rubber granulate obtained by sieving is between a sieve mesh
vorzugsweise bis etT'.ra 1 mm weite von etwa 0,2 bis etwa 0,5 Aufliegt· Innerhalb dieser Grenzen kann, in Verbindung mit der entsprechenden Flockengröße des Polyurethan-Weichschaumes, die günstigste struktur erzielt werden. preferably up to et T '. r a 1 mm width from about 0.2 to about 0.5 rests · Within these limits, in conjunction with the corresponding flake size of the flexible polyurethane foam, the most favorable structure can be achieved.
Von Bedeutung für die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Elastikbelages ist auch der Bindemittelanteil. Zweckmäßig ist es, wenn dieser zwischen etwa 5 und etwa 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-Flocken noch dadurch verstärkt, daß das Bindemittel in die Poren eindringen kann. Ist aber der Bindemittelanteil größer als etwa 20 Gew.-^, so sind die Eigenschaften des gesamten Elastikbelages bereits wesentlich beeinflußt durch die Eigenschaften des Bindemittels. Zu große Bindemittelanteile können sich auch negativ auf die Alterungsbeständigkeit nach DIN 53.578 auswirken.Of importance for the properties of an inventive Elastic covering is also the binder component. It is useful if this is between about 5 and about 20 wt .- ^, based on the total weight of the elastic covering. The amount of binder content is related the particle size of the granulate, since smaller particles have a larger surface overall and an increased requirement cause of binding agent. In the case of flexible polyurethane foam flakes, this effect is reinforced by that the binder can penetrate into the pores. But if the proportion of binder is greater than about 20 wt .- ^, so are the properties of the entire elastic covering are already significantly influenced by the properties of the binder. Too large a proportion of binder can also have a negative effect on the aging resistance according to DIN 53.578.
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Dieses bildet dann seinerseits ein räumliches Netzwerk mit einem elastischen Eigenverhalten, das die Effekte, die erfindungsgemäß durch Mischung von Polyurethan-Weichschaum-Flocken und Gummigranulat bezweckt werden, überdeckt. This then in turn forms a spatial network with an elastic inherent behavior, which the effects, according to the invention by mixing flexible polyurethane foam flakes and rubber granulate are intended, covered.
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.If, on the other hand, the proportion of the elastic binder is below about 5 wt .- ^, 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 Anpaßbarkeit 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 nacludem^wie hoch dieser Druck nun ist, erfolgt eine mehr oder weniger große Verdichtung der Granulatmisehung. 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 Granulatmisehung aus Gummigranulat nur durch kompaktere Raumverteilung durch Deformation der Teilchen erreichbar ist.As stated above, is an essential criterion to see for the applicability of an elastic covering in its production-related possibility, for different Areas of application in different sports to be appropriately adaptable.-An essential factor of this adaptability consists in setting a different density of the elastic covering, so that in this way one continuous change in the property profile is achievable. The production of an inventive Elastic covering is done by mixing all the components and the mixture to harden in a mold under one some pressure is put on. The nacludem ^ how high this If the pressure is now there is a more or less great compression of the granulate mixture. This compression is after the hardening of the binder is essentially fixed, so that the density is thereby determined directly. This is a great advantage compared to pure rubber granulate composite flooring, the density of which can only be adjusted within relatively narrow limits by compression during manufacture is because the compact rubber particles are incompressible and the compressibility of a granulate mixture made from rubber granulate can only be achieved through more compact spatial distribution through deformation of the particles.
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Vorteilhafterweise liegt das Raumgewicht eines erfindungsgemäßen Elastikbelages zwischen etwa 200 und etwa 4-00 kg/nr. 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 about 200 and about 4-00 kg / no. The lower volume weights make the flooring more soft, while the larger volume weights make it harder make and thus more predestined for those sports where a high reflectivity for the acting force is required.
Ein weiteres wichtiges Kriterium für einen Elastikbelag für Sportstätten ist der Druckverformungsmodul, der die Kraft angibt, die notwendig, ist um eine bestimmte Verformung zu erreichen. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der Druckverformungsmodul bei 20 fo Verformung zwischen etwa 0,4 und etwa 0,7 N/mm liegt. Derartige Moduli drücken, wie das oben angeführten Raumgewicht, eine gewisse Relation zur Weichheit des Elastikbelages 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.Another important criterion for an elastic covering for sports facilities is the compression deformation module, which indicates the force that is necessary to achieve a certain deformation. According to the invention, it is advantageous if the compression deformation modulus at 20 fo deformation is between approximately 0.4 and approximately 0.7 N / mm. Such moduli, like the volume weight mentioned above, express a certain relation to the softness of the elastic covering, whereby the specified limits in turn cover the area outside of which an undesirable sponginess of the covering occurs if the module is too low and, on the other hand, if the module is too high, an overly 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. Erfindungsgemäß ist es daher zweckmäßig, wenn der Kraftabbau gemäß DIN 18OJ52, Teil 1 (Juli 1975) zwischen etwa 40 und etwa 60 % liegt.Another essential criterion that elastic coverings for sports facilities must meet is the adjustability of the force reduction, again in accordance with the desired purpose. According to the invention, it is therefore expedient if the force reduction according to DIN 18OJ52, Part 1 (July 1975) is between about 40 and about 60 % .
Der Kraftabbau wird dabei nach der FormelThe force reduction is based on the formula
ν = M ρ max Sportboden χ lm _, KA {l~ ρ max Betonboden; lvu * ν = M ρ max sports floor χ lm _, K A {l ~ ρ max concrete floor ; lvu *
Die angewandte Meßmethode geht so vor sich, daß ein bestimmtes Gewicht auf den Elastikbelag (Sportboden) und auf einen Betonboden fallen gelassen wird, wobei unterhalb desThe measuring method used is such that a certain weight is placed on the elastic covering (sports floor) and on a concrete floor is dropped, being below the
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Belages mittels einer Kraftmei3dose 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 Bb'den, 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 maximum force was measured using a load cell will. This measuring method has the designation "Artificial Sportsman Berlin" and is generally considered to be essential Test method applied for such floor coverings. In the Assessment of the force reduction must take into account the fact that it is the elastic covering according to the invention is a so-called point-elastic floor covering, where the acting force essentially only claimed that Area element loaded. On the other hand, there are area-elastic floors where the load on a larger Area is distributed and is therefore differentiated in the assessment of the force reduction of point-elastic coverings Need to become.
Wiederum ist es ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß durch die entsprechende Variation sowohl der Teilchengröße der verschiedenen Granulate als auch durch die V/ahl 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 by the corresponding variation of both the particle size of the various granules and the V / ahl the appropriate mixing ratio and finally the corresponding compression during manufacture, the specific desired force reduction can be set easily.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert:In the following, the invention is explained in more detail with reference to the drawing:
Es zeigt die Figur einen Querschnitt durch einen Sportstättenbelag mit erfindungsgemäßem Elastikbelag.The figure shows a cross section through a sports facility surface with elastic covering according to the invention.
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 Polyurethan-Weichschaura-Flocken 1 und Gumrnxgranulat 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 applied to it made of polyurethane. The elastic covering itself consists of a granulate bonded with an elastic binding agent Polyurethane soft show flakes 1 and rubber granulate 2. The The entire covering is on a screed 4.
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