DE69404575T2

DE69404575T2 - Kautschukleitwand

Info

Publication number: DE69404575T2
Application number: DE69404575T
Authority: DE
Inventors: Guenter Adolf Baatz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1994-08-15
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: CA2104311A1; ES2107753T3; IL110653A0; EP0639674B1; EP0639674A1; ATE156215T1; DE69404575D1; US5336016A; HK1001842A1; CA2104311C; IL110653A; GR3025177T3

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gummifahrzeugaufprallbarriere zur Verwendung beispielsweise als mittlere Leitplanke für Straßen oder als Leitplankenbarriere, und insbesondere auf eine Vollgummibarriere, die derart aufgebaut ist, daß sie 80 - 90% wiederverwerteten Abfallgummi enthält.

Hintergrund der Erfindung

Straßen und Rennstrecken sind oft mit temporären oder permanenten Barrieren aufgebaut, um Fahrzeuge, die die Steuerung verloren haben, zu halten und zu lenken. Üblicherweise sind die Barrieren massive Betonwände, welche entweder an Ort und Stelle gebildet werden, oder welche in miteinander verriegelbaren Modulen vorgefertigt sind. Die Module können in einer Betonherstellungsfabrik vorgefertigt werden und zu dem Aufstellplatz transportiert werden, um mit Kränen oder Gabelstaplern an Ort und Stelle gehoben zu werden.
Ein Vorteil von modularen Systemen besteht darin, daß sie während des Straßenbaus verwendet werden können, um auf einer temporären Basis Arbeiter und Ausrüstungsgegenstände zu schützen, und daß dieselben auch bei permanenten Aufbauten verwendet werden können. Wenn die Barrieren nicht länger benötigt werden, können die Module an anderen Plätzen wiederverwendet werden. Wenn ein Modul beschädigt ist, kann es ohne weiteres entfernt und ersetzt werden.
Typische herkömmliche Straßenbarrierenmodule umfassen eine Einrichtung, um Module in einer longitudinalen Serie untereinander zu verbinden. Eine bevorzugte herkömmliche Verbindungseinrichtung ist eine vertikale Zunge und eine Rille, wobei jedoch auch mechanische Verbindungen, wie z. B. Schrauben, bei permanenten Aufbauten verwendet werden können.
Die Größe und das Gewicht herkömmlicher Barrieremodule ist derart, daß sie direkt auf geteerte Oberflächen plaziert werden können, und daß sie keine Verankerung an der Oberfläche benötigen, um seitlichen Aufprallasten von Fahrzeugen zu widerstehen. Das Gewicht der Module, die mit anderen gleichen Modulen verbunden sind, liefert einen Trägheitswiderstand und einen Reibungswiderstand gegenüber einem Gleiten aufihren Basen, wodurch verhindert wird, daß Fahrzeuge durch die Barrieren in angrenzende Fahrspuren oder in Straßengräben brechen.
Die Verwendung von Betonbarrieremodulen ist ziemlich weit verbreitet, da sie haltbar und im Aufbau relativ preisgünstig sind. Eine Schleifwirkung zwischen aufschlagenden Metallfahrzeugen erzeugt Funken, welche oft den Kraftstoff des Fahrzeugs entzünden, welcher beim Aufschlag auf die Barriere verschüttet wird. Die Gefahr von Funken ist besonders aufgrund der zunehmenden Verwendung von Propan und Erdgas als Kraftstoff für die Fahrzeuge bedeutsam. In der Zukunft ist es ebenfalls sehr wahrscheinlich, daß explosives Wasserstoffgas verwendet wird, um eine bedeutsame Anzahl von Fahrzeugen mit Kraftstoff zu versorgen.
Ein Fahrzeug, das die Steuerung verliert und in eine Betonbarriere einschlägt, kann daher wesentliche Mengen an Kraftstoff verlieren. Das Fahrzeug kann gegen die Betonbarriere eine nennenswerte Strecke lang schleifen, wodurch Funken erzeugt werden, welche den verschütteten Kraftstoff entzünden können.
Ein weiterer deutlicher Nachteil von herkömmlichen Betonstraßenbarrieren ist die Starrheit des Betons. Ein aufschlagendes Fahrzeug prallt oft nur von der starren Barriere ab und dreht sich außer Kontrolle in angrenzende Fahrzeuge, wodurch weitere Unfälle bewirkt werden.
Die Betonbarriere gibt nicht nach, weshalb die Insassen des aufschlagenden Fahrzeugs vor einer abrupten Abbremsung nur durch die zusammenbrechende Wirkung ihres Metallfahrzeugs geschützt werden. Moderne Fahrzeuge sind oft entworfen, um den Aufprall einer Kollision zu absorbieren, indem die Stoßfänger oder Stoßstangen des Fahrzeugs gefaltet werden oder zusammenbrechen. Die herkömmliche Betonbarriere hilft nicht beim Reduzieren der Bremskräfte auf Fahrzeuginsassen.
Um die Probleme bei starren Barrieren anzugehen, werden immer häufiger Aufprall-verteilende oder nachgiebige nicht starre Straßenbarrieren verwendet. Kunststoffässer, die mit Sand gefüllt sind, werden verwendet, um die Bremskräfte beim Aufschlag um Brückenfundamente herum oder um andere Strukturen neben Straßen zu dissipieren. Mittlere Leitplanken aus Blech werden ebenfalls aufgebaut, welche mit Sand gefüllt sind, und welche sich bei einem Aufprall verformen, um die Bremskräfte zu dissipieren. W-geformte oder in der Form eines geschlossenen Kastens gebildete Blechschienen werden ebenfalls verwendet, wobei sie auf abnehmbaren Füßen getragen sind.
Solche Aufprall-zerstreuenden oder deformierbaren Barrieren müssen nach einem Aufprall auseinandergebaut und neu gebaut werden. Obwohl die Kosten des Wartens solcher Barrieren höher als bei starren Betonbarrieren sind, haben die deformierbaren Barrieren oft zur Folge, daß ein Fahrzeug von denselben nicht einfach in einen benachbarten Verkehr abprallt. Deformierbare Barrieren sind ferner beim anfänglichen Aufbau oft billiger.
Deformierbare Gummibarrieren wurden ebenfalls mit begrenztem Erfolg vorgeschlagen. Eine gebräuchliche Barrierenform ist aus weggeworfenen Automobilreifen aufgebaut, die in verschiedenen Konfigurationen gestapelt oder angeordnet sind, um den Aufprall kollidierender Fahrzeuge zu absorbieren. Das U. S. Patent Nr. 4,785,577 an Lederbauer, das U. S. Patent Nr. 4,066,244 an Yoho und das U. S. Patent Nr. 3,951,384 an Hildreth Jr. offenbaren beispielsweise alle verschiedene Barrieren, die aus ganzen weggeworfenen Reifengerippen aufgebaut sind, die in verschiedenen Konfigurationen zusammengebaut sind. Ein deutlicher Nachteil solcher herkömmlichen Gummibarrieren besteht darin, daß sie im allgemeinen unschn sind, da sie wie Stapel von weggeworf enen Automobilreifen aussehen. Das Erscheinungsbild dieser Barrieren ist kein Problem, wenn sie bei Rennstrecken verwendet werden, für einen Straßenbau ist die Eignung jedoch minimal.
Abfallreifen stellen wesentliche Deponierungsprobleme dar. Die Abfallreifen werden oft in riesigen Halden hochgestapelt, welche eine Feuergefahr darstellen.
Weggeworfene Automobilreifen wurden auf verschiedene Arten und Weisen erfolgreich wiederverwertet. Gebrauchte Reifen werden gemahlen oder geschreddert, wobei die Gummipartikel zu Asphaltzusammensetzungen hinzugefügt wurden, oder mit Polyurethan-Bindemitteln verbunden wurden, um nachgiebige Bodenbeläge zu erzeugen. Ein Beispiel eines nachgiebigen Bodenbelags ist in dem U. S. Patent Nr. 4,492,728 an Zurkinden offenbart. Die nachgiebigen Bodenbeläge werden verwendet, um beispielsweise Leichtathletikbahnen und Freiluftspielplatzbereiche zu bedecken.
Bei solchen Anwendungen ist es notwendig, daß das Binden und Aushärten der Zusammensetzung außerhalb geschlossener Räume durchgeführt wird, wobei keine speziellen Wärme- oder Feuchtigkeitsanforderungen bestehen.
Ein deutlicher Nachteil des Verwendens von Automobilreifen im Asphalt oder in einem nachgiebigen Bodenbelag für Sporteinrichtungen oder Spielplätze besteht darin, daß die Metalldrahtverstärkung, die bei Abfallautomobilreifen zu finden ist, zuerst aus dem geschredderten Gummi entfernt werden muß. Der geschredderte Gummi muß daher zu einer feinen Partikelgröße gemahlen und über Magnetriemen oder andere Prozeßmaschineneinrichtungen geleitet werden, um die winzigen Drahtpartikel zu entfernen.
Die zusätzlichen Kosten und die zusätzliche Zeit, die aufzuwenden ist, um die Metallentfernung durchzuführen, vergrößern die Kosten des Wiederverwendens oder Recyclens des Gummis und reduzieren daher die Vorteilhaftigkeit bei solchen Anwendungen.
Eine Gummibarriere wurde in dem U. S. Patent Nr. 5,106,554 an Drews vorgeschlagen, welche nicht das Entfernen des Drahts von den wiederverwerteten Reifen erfordert, wie es nachfolgend dargelegt ist. Reifen werden in kleine Quadrate geschnitten und innerhalb einer Form in einen Drahtkäfig eingeführt. Der Käfig ist von den Seiten der Form entfernt aufgehängt, wobei der Zwischenraum zwischen der Form und dem Drahtkäfig mit neuem Gummimaterial gefüllt wird. Die so geformte Barriere umfaßt daher eine Vollgummiemhüllung aus neuem Gummi und einen inneren Drahtkäfig, der mit Stücken von weggeworfenen Reifengerippen gefüllt ist.
Die Barriere von Drews weist mehrere Nachteile auf. Bei einem heftigen Aufprall kann die Barriere beschädigt werden, beispielsweise durch Reißen der äußeren Umhüllung von dem mittleren Kern. Aufgrund des nicht homogenen Wesens der Barriere ist es sehr wahrscheinlich, daß ein aufprallendes Fahrzeug nur die äußere Haut der Barriere abreißen wird, um den inneren Drahtkäfig und Stücke von in demselben vorhandenen weggeworfenen Reifen offenzulegen. Um die Barriere von Drews zu reparieren, muß das Formverfahren wieder vollständig ausgeführt werden. Die Barriere von Drews erfordert ferner, daß ein Drahtkäfig die wiederverwerteten Reifenstücke während des Formens der Barriere enthält. Zusätzliche Herstellungsschritte und Kosten resultieren aus dem Aufbau des Käfigs, der Füllung des Käfigs (was sehr wahrscheinlich manuell durchgeführt wird) und des Einführens des Käfigs in die Form, was in zusätzlichen Kosten und in einem zusätzlichen Zeitaufwand resultiert, um die Barrieren herzustellen oder wiederherzustellen.
Die Anforderung eines Käfigs begrenzt ferner die Formen, in denen eine Barriere gebildet werden kann, wenn das Verfahren von Drews verwendet wird. Die Anforderung, einen inneren Käfig aufzunehmen, bringt jedoch ferner eine weitere Begrenzung nicht nur bezüglich der Gestalt der Form sondern auch bezüglich einer entsprechenden Form des benötigten Käfigs mit sich.
Bekannte herkömmliche Gummibarrieren umfassen ferner Drahtkäfige oder eine Verstärkung, um den Widerstand gegenüber den aufprallenden Fahrzeugen zu erhöhen. Ein Beispiel einer Verkehrssteuerungs-Stoßstangenführungsschiene ist in dem U. S. Patent Nr. 3,317,189 an Rubenstein beschrieben. Eine Betonzusammensetzung mit Gummi- und Stein-Zuschlag wird bei dem von Rubenstein beschriebenen Verfahren gemischt, wobei die Gummi-Beton-Zusammensetzung in einer Draht-verstärkten Umhüllung gehäust ist. Wiederverwerteter Gummi kann bei einer solchen Anwendung verwendet werden, wobei jedoch die Verwendung einer getrennten Umhüllung und von Verstärkungsdrähten die Kosten eines solchen Stoßfängers wesentlich erhöhen.
Der stoßfänger von Rubenstein hat den gleichen Nachteil wie die Barriere von Drews, derart, daß der Stoßfänger auf einfache Art und Weise bei einem Aufprall beschädigt wird, und entfernt und ersetzt werden muß. Aufgrund des Drahtkäfigs und des komplexen Aufbaus des Stoßfängers ist es unwahrscheinlich, daß eine Wiedergewinnung des Stoßfängermaterials wirtschaftlich sein kann.
Im Falle aller bekannten Gummibarrieren wird nicht die Integration der Gummibarriere in existierende Barrierestrukturen betrachtet. Stattdessen erfordern die Gummibarrieren des Stands der Technik, daß eine getrennte Struktur aufgebaut wird, wodurch zusätzlicher Raum verbraucht wird, oder daß existierende Strukturen entfernt werden.
Daher ist es wünschenswert, eine Gummistraßenbarriere zu erzeugen, welche weggeworfene Abfallreifen vorzugsweise auf eine Art und Weise verwendet, welche nicht das Entfernen des Verstärkungsstahls von den weggeworfenen Reifen erfordert.
Es ist wünschenswert, daß der Gehalt des neuen Materials, das bei einer solchen Barriere verwendet wird, minimiert ist, um eine Maximalmenge von wiederverwertetem Abfall zu verbrauchen, und um Verstärkungsstrukturen zu beseitigen, welche die Herstellung komplizieren, welche Wiederverwertungsanstrengungen hindern, und welche Kosten hinzufügen.
Es ist ferner wünschenswert, eine Gummibarriere herzustellen, welche selbst wiederverwendet werden kann, wenn sie bei einem Aufprall mit einem Fahrzeug beschädigt worden ist.
Es ist ferner wünschenswert, in der Lage zu sein, eine Gummibarriere in einer beliebigen ausgewählten Form zu bilden. Vorzugsweise sollte die Gummibarriere ohne weiteres in existierende Betonbarrieremodule oder Aufbauten von Modulen integriert werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung überwindet die Nachteile des Stands der Technik auf eine neuartige Art und Weise, indem ein Verfahren zum Herstellen einer homogenen Vollgummifahrzeugbarriere geschaffen wird, welches folgende Schritte aufweist: Mischen und Knetschmelzen einer Mischung aus 80 bis 90 Gewichtsprozent Partikeln aus wiederverwertetem Abfallgummi, 10 bis 20 Gewichtsprozent neuem Gummi und einer Beschleunigerzusammensetzung; Bilden der Mischung in einer Form zu einer ausgewählten Barrierekonfiguration, wodurch eine Barriere gebildet wird; Aushärten der Mischung in der Form bei einer Temperatur von 250 bis 450ºC bei einem Druck von 3,4 bis 6,9 MNm&supmin;² (500 bis 1000 psi) für eine Zeitdauer von 1,5 bis 7,5 Stunden; und Entfernen der ausgehärteten Barriere aus der Form.
Eine homogene, geformte Vollgummifahrzeugbarriere ist somit aus 80 bis 90 Gewichtsprozent Partikeln aus wiederverwertetem Abfallgummi in einer Matrix von 10 bis 20 Gewichtsprozent Neugummi gebildet. Die fertiggestellte Barriere hat eine fertiggestellte äußere Oberfläche aus ausgehärtetem unverschmutztem Gummi, und dieselbe hat eine Shore-Härte zwischen 65 und 70.
Der neue Aufbau der Fahrzeugbarriere gemäß der Erfindung liefert viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Barrieren.
Die Verwendung von weggeworfenen Abfallreifen ist vorteilhaft, da Abfallreifen wesentliche Umwelt- und Feuergefahrenprobleme darstellen. Die Verwendung von Gummi für eine Straßenbarriere vermeidet die Gefahr von Funken, die einen Kraftstoff entzünden, welcher während eines Aufpralls aus Fahrzeugen ausläuft. Der Vollgummi gibt ferner bei einem Aufschlag um einen begrenzten Grad nach, derselbe wird jedoch nicht permanent deformiert, und erfordert keinen Neuaufbau nach einem Aufprall.
Das homogene Wesen der Gummibarriere ist besonders deshalb vorteilhaft, da eine beschädigte Barriere selbst ohne weiteres wiederverwertet werden kann. Es ist nicht notwendig, den Draht von den geschredderten wiederverwerteten Reifen zu entfernen, da der Druck zum Bilden der Barrieren in einer Form in einer äußeren Oberfläche aus reinem nicht verschmutztem Gummi resultiert, wobei die Drahtpartikel in dem Inneren der Barriere vorhanden sind.
Da die Barrieren aus einer homogenen Gummimischung gebildet sind, können sie in jeder erwünschten Gestalt in einer Form und zwar mit minimaler Schwierigkeit gebildet werden. Als Ergebnis kann die Gummiform hergestellt werden, um die Gestalt herkömmlicher Betonbarrieremodule nachzuahmen. Verschiedene Arten und Formen von Betonbarrieren werden von verschiedenen Straßenbehörden in verschiedenen Bereichen verwendet. Das Anpassen an die bestehende Barrierekonfiguration, die von einem Benutzer traditionell verwendet worden ist, und nicht das Versuchen einer Überzeugung eines Benutzers, eine neue Konfiguration anzunehmen, verbessert wesentlich die Wahrscheinlichkeit der Marktakzeptanz.
Eine derartige Entwurfsflexibilität ermöglicht es, daß eine Straßenbehörde bestehende Betonmodule allmählich ersetzt, oder Betonmodule mit Gummimodulen identischer Konfiguration in Bereichen ersetzt, in denen häufig Fahrzeugunfälle auftreten.
Die Kapazität, die Konfigurationen von herkömmlichen Betonbarrieren nachzuahmen, ist besonders vorteilhaft, wenn solche Barrieren während des Baus für einen vorübergehenden Schutz verwendet werden. Betonbarrieren werden viele Male gehandhabt, und sie werden oft aufgrund der wiederholten Handhabung mit Sprüngen versehen, zerbrochen und unansehnlich. Die temporären Barrieren werden oft relativ rauh gehandhabt, und dieselben können während eines wiederholten Anhebens und Positionierens herunterfallen oder Stöße erleiden. Ein Gummimodul mit identischer Form kann viele Male für eine temporäre Plazierung verwendet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Gummimodul aufgrund einer solchen rauhen Handhabung beschädigt wird oder Sprünge erleidet.
Wenn die Gummibarrieren durch eine wiederholte rauhe Handhabung oder nach einem ernsthaften Aufprall eines Fahrzeugs beschädigt werden, kann die Barriere entfernt und wieder in geschredderten Gummi zermahlen werden. Der geschredderte Gummi kann als Rohmaterial für eine Austauschbarriere wiederverwendet werden. Somit ist die Barriere selbst ohne weiteres wiederverwertbar, und zwar aufgrund ihres homogenen Wesens. Es wird daher eine tatsächliche Wiederverwertung erreicht, da der Zyklus der Verwendung und Wiederverwendung unbegrenzt fortgesetzt werden kann.
Weitere Aspekte der Erfindung werden bei der Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Damit die Erfindung offensichtlich wird, wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend beispielhaft bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Vollgummi-Straßenleitplankenbarrierenmoduls gemäß der Erfindung; und
Fig. 2 eine Detail-Draufsicht der Verbindung zwischen benachbarten Barrieremodulen, welche Ende-an-Ende positioniert sind, um eine längliche Straßenleitplankenbarriere zu bilden.

Detaillierte Beschreibung der bevorzuaten Ausführungsbeispiele der Erfindung

Bezugnehmend auf Fig. 1 werden eine bevorzugte Konfiguration einer Vollgummifahrzeugbarriere und ein Verfahren zum Herstellen der Barriere nachfolgend detailliert beschrieben.
Die Barriere hat den Vorteil, daß sie unter Verwendung von wiederverwertetem Abfallreifengummi in der Form hergestellt werden kann, die direkt durch Zermahlen von Abfallreifen erzeugt wird, und zwar ohne weitere Verarbeitung. Daher müssen die wiederverwerteten Reifen lediglich auf eine bekannte Art und Weise geschreddert oder gefroren oder zerkleinert werden, um ein Rohmaterial zu erzeugen, welches den Hauptteil der Barriere bildet. Der wiederverwertete Abfallreifengummi enthält geschreddertes Metall, das den Reifen verstärkte, wobei solche Metallverschmutzungsstoffe jedoch, wie es nachfolgend beschrieben ist, das Verhalten und die Haltbarkeit der resultierenden Barriere nicht wesentlich beeinträchtigen.
Da die Barrieren aus homogenem Vollgummi mit Metallverschmutzungsstoffen, die gleichförmig in denselben verteilt sind, bestehen, kann die Barriere selbst wiederverwertet werden, wenn sie beschädigt ist, oder wenn eine andere Barrierenf orm erforderlich ist. Die Barriere kann auf dieselbe Art und Weise wie wiederverwertete Abfallreifen geschreddert werden, mit weiteren wiederverwerteten Reifen oder mit Neugummi gemischt werden, wie es erwünscht ist, um die erforderliche Zusammensetzung zu erhalten.
Die homogene Vollgummifahrzeugbarriere wird zuerst durch Mischen und Knet-Schmelzen einer Mischung von 80 bis 90 Gewichtsprozent Partikeln aus wiederverwertetem Abfallgummi mit 10 bis 20 Gewichtsprozent Neugummi hergestellt. Eine Beschleunigerzusammensetzung wird zu der Mischung hinzugefügt, wobei der Schritt des Mischens und Knet-Schmelzens in einer herkömmlichen Banbury-Mischeinrichtung ausgeführt wird, bis die Mischung eine teigartige Konsistenz annimmt.
Wie bei der Herstellung von Neugummi unter Verwendung eines Beschleunigers wurde herausgefunden, daß keine Wärme erforderlich ist, um ein vollständiges Mischen und Knet-Schmelzen zu erreichen. Es wird davon ausgegangen, daß der Neugummi die Abfallgummipartikel beschichtet und daß die gemischten Komponenten an den Partikelgrenzen zusammenschmelzen. Als Ergebnis erzeugt der Neugummi eine Matrix, innerhalb der die Abfallgummipartikel aufgehängt sind. Der Abfallgummi muß daher nicht vollständig mit dem Neugummi schmelzen, sondern derselbe kann in einer Neugummimatrix auf eine Art und Weise aufgehängt werden, die zu der Aufhängung von Stein-Zuschlag in einer Flüssig-Portland-Zement-Sand-Matrix in Beton analog ist.
Die Mischung wird dann in eine Form eingeführt. Die Form ist von dem Typ, der zur Fahrzeugreifenherstellung verwendet wird, und zwar eine Gußaluminiumform mit einer Einrichtung, um Druck und Wärme in der Form zu verteilen.
Die Mischung in der Form wird unter Druck in einer ausgewählten Barrierenkonfiguration gebildet, wodurch die homogene Vollgummibarriere gebildet wird.
Die Mischung in der Form wird bei einer Temperatur zwischen 250 bis 450ºC unter einem Druck von 3,4 bis 6,9 MNm&supmin;² (500 bis 1000 psi (psi Pfund pro Quadratzoll)) für eine Zeitdauer von 1,5 bis 7,5 Stunden ausgehärtet. Die genaue Temperatur, der genaue Druck und die genaue Zeitdauer werden von der ausgewählten Konfiguration der Barriere, der ausgewählten Proportion von wiederverwertetem Abfallgummi zu Neugummi, die für die Mischung ausgewählt ist, von der Feuchtigkeit und anderen Faktoren abhängen, die für Fachleute bekannt sind.
Wie bei anderen Formen des Gummiformens ist eine bestimmte Experimentierarbeit erforderlich, um die Optimalbedingungen zum Aushärten einer speziellen Gestalt und Zusammensetzung eines hergestellten Gummiprodukts zu bestimmen.
Um eine Shore-Härte für die Barriere von zwischen 65 bis 70 zu erreichen, lauten bezüglich des spezifischen in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels die bevorzugten Optimalparameter folgendermaßen. Die bevorzugte Mischung umfaßt 87 bis 89% Abfallgummi und 11 bis 13% Neugummi. Die bevorzugte Temperatur liegt zwischen 325 und 375ºC, wobei der Optimaldruck zwischen 4,8 und 5,5 MNm&supmin;² (700 und 800 psi) liegt. Bei den obigen Parametern beträgt die Zeitdauer zum Aushärten etwa 4 bis 5 Stunden.
Es sei vorweg genommen, daß Barrieren mit einer Masse zwischen 13,2 und 17,3 Tonnen (13 und 17 Tons) ohne Schwierigkeit gebildet und handgehabt werden können. Es ist offensichtlich, daß es wünschenswert ist, Barrieren so lang als möglich herzustellen, um die Anzahl von Verriegelungsverbindungen zwischen Barrieren zu vermindern, welche tendenziell die longitudinale Serie der verbundenen Barrieren schwächen.
Nachdem die Barriere in der Form die erforderliche Zeit ausgehärtet worden ist, wird die Barriere von der Form entfernt, und das Herstellungsverfahren kann wiederholt werden.
Wenn es erwünscht ist, können Farbpigmente während des Mischschritts zu der Mischung hinzugefügt werden. Ebenfalls optional können magnetische Metallverunreinigungen von den wiederverwerteten Abfallgummipartikeln vor dem Schritt des Mischens entfernt werden, indem beispielsweise magnetische Riemen über die Partikel laufen.
Bei dem bevorzugten Verfahren zur Herstellung müssen jedoch die metallischen Verunreinigungen, wie z.B. Draht von wiederverwerteten Reifen, nicht entfernt werden. Die Wärme und der Druck des Verfahrens zum Bilden und Aushärten tendieren dahin, flüssigen Neugummi und geschmolzenen Abfallgummi zu den Formoberflächen zu ziehen, wobei die ungeschmolzenen Partikel aus wiederverwertetem Abfallgummi und geschredderte metallische Verunreinigungen in denselben von den Formoberflächen wegwandern. Als Ergebnis zeigen die fertiggestellten Oberflächen der Barriere, wenn sie aus der Form entfernt wird, die Eigenschaften eines nicht verunreinigten ausgehärteten Gummis.
Wenn jedoch in das Innere der Barriere geschnitten wird, werden die metallischen Verunreinigungen bei einer genauen Untersuchung erscheinen. Die metallischen Verunreinigungen sind in der Tat vorteilhaft, da sie die Trägheitsmasse der Barriere erhöhen, welche den Aufprallkräften von Fahrzeugen widersteht. Der geschredderte Draht der wiederverwerteten Reifen wirkt als Spannungs- oder Scherungs-Verstärkung, welche den Widerstand gegenüber einem Springen oder Zerteilen erhöhen, wenn derselbe gleichmäßig in der Barriere auf im wesentlichen die gleiche Art und Weise verteilt ist, wie Glasfasern oder Asbestfasern in bestimmten Anwendungen bei faserverstärktem Beton verwendet werden.
Die resultierende homogene geformte Vollgummifahrzeugbarriere umfaßt daher 80 bis 90 Gewichtsprozent Partikel aus wiederverwertetem Abfallgummi. Die Herstellung solcher Fahrzeugbarrieren stellt daher ein wesentliches Mittel dar, um zu verbrauchen, was andernfalls ein unangenehmes Abfallprodukt ist.
Die Erfindung ist besonders darin vorteilhaft, daß bei einer solchen Anwendung die Metallverunreinigungen nicht von dem wiederverwerteten Abfallgummi entfernt werden müssen. Andere Anwendungen von wiederverwertetem Abfallgummi von Automobilreifen erfordern das Entfernen von Metallverunreinigungen, bevor der Gummi wiederverwertet werden kann. Solche alternativen Anwendungen sind Asphaltzusammensetzungen, nachgiebige Bodenbeläge für Wettkampfeinrichtungen und Spielplätze, und Bettungszusammensetzungen für Haustiere, wobei bei diesen Anwendungen die metallischen Verunreinigungen gefährlich oder außerordentlich unerwünscht sind. Der Abfallgummi muß zu einer kleineren Größe gemahlen werden, um die Metallkomponenten zu lösen, wobei der Abfallgummi ferner verarbeitet werden muß, um das Metall zu entfernen.
Die Aufnahme von 10 bis 20 Gewichtsprozent Neugummi ermöglicht es, daß die Mischung die erwünschte Konsistenz erreicht, was in einer fertiggestellten geformten Oberfläche resultieren wird, die im wesentlichen zu der gleich ist, wenn Neugummi insgesamt verwendet worden wäre. Der optimale Prozentsatz des Neugummis in der Mischung resultiert ferner in einer vollständigen Verbindung von wiederhergestellten Abfallgummipartikeln in einer Matrix von Neugummi.
Die wiederverwerteten Abfallgummipartikel können in großen Mengen von existierenden Fahrzeugreifenwiederverwertungsanlagen gekauft werden. Im allgemeinen werden die Gummipartikel auf eine Maximalabmessung kleiner oder gleich 9,5 mm (3/8 Zoll) zermahlen. Eine weitere übliche Quelle für wiederverwertete Abfallgummipartikel sind Partikel, welche aus der Bearbeitung von Fahrzeugreifen während Runderneuerungsoperationen zurückgewonnen worden sind. In beiden Fällen können die Abfallgummipartikel wesentliche Mengen verschiedener Verunreinigungen, wie z. B. Öl, Fett, Sand und Boden, enthalten. Die Verwendung von Neugummi in der Mischung zusammen mit einem derart verunreinigten Abfallgummi beseitigt den Bedarf, den wiederverwerteten Abfallgummi zu reinigen, da alle Verunreinigungen und der wiederverwertete Abfallgummi in einer Matrix von neuem Neugummi aufgehängt sind.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ahmt eine Barriere vorzugsweise die Gestalt herkömmlicher Betonbarrieren mit einem länglichen Körper und gleichmäßigem Querschnitt nach. Herkömmliche Betonbarrieren haben eine im wesentlichen trapezoide Form mit einer Basisobenoberfläche und zwei planaren geneigten Seitenoberflächen.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der bevorzugte Querschnitt als im wesentlichen trapezoid gezeigt, und zwar mit einer Basis 11 welche auf der Höhe an der oberen Oberfläche der Straße ist, in der die Barriere eingebettet ist. Eine flache Obenoberfläche 2 ist vorgesehen, an der herkömmliche Reflektoren oder Geländer befestigt werden können. Die zwei geneigten Seitenoberflächen 3 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als konkav gezeigt, es ist jedoch offensichtlich, daß planare Seitenoberflächen oder jede erwünschte Form und jedes erwünschte Muster unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens geformt werden können
Die dargestellte Barriere umfaßt ferner einen Fuß 4, welcher vorgesehen ist, um die Barriere in der Straße einzubetten, falls es erwünscht ist. Die Einbettung der Barriere 4 in der Straße erhöht den Widerstand gegenüber Fahrzeugaufprallasten, wobei die Einbettung jedoch ebenfalls den Einbau und die Reparatur kompliziert.
Alternativ kann der Fuß 4 weggelassen werden, und die Barriere kann einfach auf ihrer Basis 1 auf der Straßenoberfläche plaziert werden, nachdem Teerungsoperationen vollendet sind. Wenn der Fuß 4 nicht vorhanden ist, wird es bevorzugt, die Gesamtabmessungen der Barriere zu erhöhen, um eine größere Trägheitsmasse zu liefern, um Fahrzeugaufprallasten zu widerstehen.
Wie es in dem Detail von Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Barriere vorzugsweise eine Verbindungseinrichtung an longitudinal gegenüberliegenden Enden der Barriere zum Verbinden gleicher Barrieren in einer longitudinalen Serie. Herkömmliche Betonbarrieren umfassen ebenfalls eine solche Verbindungseinrichtung, und, wie es oben angemerkt wurde, ist es besonders vorteilhaft, die Vollgummibarrieren aufzubauen, um die Größe, Gestalt und die Verbindungseinrichtung existierender Betonbarrieren nachzuahmen.
Die gezeigten Barrieren haben eine Verbindungseinrichtung, welche eine Zunge 5 und eine zusammenpassende Rille 6 mit einem im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweist. Die Zunge 5 und die Rille 6 haben einen im wesentlichen dreieckigen horizontalen Querschnitt, wie es am besten in Fig. 2 gezeigt ist. Seitlichen Lasten von aufprallenden Fahrzeugen wird daher von dem Scherwiderstand der Zunge 5 entgegengewirkt. Eine Ausdehnung und Zusammenziehung der einzelnen Barrieremodule wird erreicht, indem ein Zwischenraum "g" zwischen gleichen Verbindungsbarrieren in einer longitudinalen Serie bereitgestellt wird.
Es ist daher offensichtlich, daß die gemäß der Erfindung hergestellte Barriere, die oben beschrieben wurde, mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Straßenbarrieren aufweist. Das Aufprallen eines kollidierenden Fahrzeugs und das Kratzen entlang der Oberfläche der Vollgummibarriere wird nicht in dem Erzeugen von Funken resultieren. Daher ist die Gefahr des Entzündens von verschüttetem Kraftstoff nach einem Aufprall wesentlich reduziert.
Der Reibungskoeffizient zwischen einer Vollgummibarriere und einem metallischen Fahrzeug ist wesentlich höher als der Reibungskoeffizient zwischen einer festen Betonbarriere und einem gleitenden Metallfahrzeug. Eine Bremswirkung resultiert daher aus dem Gleiten des Fahrzeugs auf der Vollgummibarriere, wobei das Fahrzeug in einer kürzeren Strecke angehalten wird, als sie bei einer relativ rutschigen Festbetonoberfläche nötig sein würde.
Abfallautomobilreifen können in der Form verwendet werden, in der sie direkt von einer entsprechenden Anlage erzeugt werden. Es ist nicht notwendig, die Abfallgummipartikel weiter zu verfeinern, indem Metallverunreinigungen entfernt werden, wie es bei im wesentlichen allen anderen Anwendungen von wiederverwertetem Reifengummi erforderlich ist.
Die homogene Vollgummifahrzeugbarriere, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist, erfordert keine inneren Verstärkungsdrähte oder Käfige, wie sie bei herkömmlichen Gummibarrieren, die oben beschrieben wurden, nötigt sind. Daher kann die Barriere in einem Schritt in einer Form auf eine einfache Art und Weise und in jeder erwünschten Form hergestellt werden.
Vorzugsweise ist die ausgewählte Gestalt für die Gummibarriere zu existierenden Betonbarrieren identisch, welche ersetzt werden sollen. Wenn beispielsweise ein spezieller Bereich einer Betonbarriere eine hohe Anzahl von Fahrzeugaufprallen erfährt, kann dieser Bereich der Leitplanke durch Vollgummibarrieren gemäß der Erfindung ersetzt werden. Wenn ferner eine Straßenbehörde wünscht, existierende Betonbarrieren zu ersetzen, da sie beschädigt wurden, und zwar in einem Stück-um-Stück-Verfahren, können geformte Gummibarneren, welche die Gestalt existierender Betonbarrieren nachahmen, die Verteilung der Kosten der Ersetzung über eine be stimmte Zeit erlauben.
Vollgummifahrzeugbarrieren sind besonders vorteilhaft, wenn sie zu Bauzwecken verwendet werden, da solche Barrieren wiederholt bewegt werden und für eine Beschädigung durch Springen oder Brechen anfällig sind. Die Flexibilität und das nachgiebige Wesen der Vollgummibarrieren sind für eine solche Anwendung gut geeignet.
Obwohl diese Offenbarung bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dargestellt hat, ist es offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Stattdessen umfaßt die Erfindung alle Ausführungsbeispiele, welche Funktionsoder mechanische Äquivalente der spezifischen Ausführungsbeispiele und Merkmale sind, die hierin beschrieben und dargestellt sind, wie sie in den beigefügten Ansprüchen spezifiziert ist.

Claims

1. Ein Verfahren zum Herstellen einer homogenen Vollgummifahrzeugbarriere, mit folgenden Schritten:

Mischen und Knet-Schmelzen einer Mischung aus folgenden Bestandteilen:

80 bis 90 Gewichtsprozent Partikel aus wiederverwertetem Abfallgummi;

10 bis 20 Gewichtsprozent Neugummi; und

einer Beschleunigerzusammensetzung;

Formen der Mischung in einer Form zu einer ausgewählten Barrierekonfiguration, wodurch eine Barriere gebildet wird;

Aushärten der Mischung in der Form bei einer Temperatur von 250 bis 450ºC bei einem Druck von 3,4 bis 6,9 MNm&supmin;² (500 bis 1000 psi) für eine Zeitdauer von 1,5 bis 7,5 Stunden; und

Entfernen der ausgehärteten Barriere aus der Form.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1,

bei dem die Mischung 87 bis 89% des Abfallgummis und 11 bis 13% des Neugummis umfaßt.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2,

bei dem die Temperatur in einem Bereich von 325 bis 375ºC liegt.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3,

bei dem der Druck in einem Bereich von 4,8 bis 5,5 MNm&supmin;² (700 bis 800 psi) liegt.

5. Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Zeitdauer in einem Bereich von 4 bis 5 Stunden liegt.

6. Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

das ferner den Schritt des Hinzufügens von Farbpigmenten zu der Mischung während des Schritts des Mischens umfaßt.

7. Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

das ferner den Schritt des magnetischen Entfernens von Metallverunreinigungen von den wiederverwerteten Abfallgummipartikeln vor dem Schritt des Mischens aufweist.

8. Eine homogene Vollgummifahrzeugbarriere mit folgenden Merkmalen:

80 bis 90 Gewichtsprozent Partikel aus wiederverwertetem Abfallgummi; und

10 bis 20 Gewichtsprozent Neugummi;

wobei die Barriere eine fertiggestellte äußere Oberfläche aus ausgehärtetem, nicht verunreinigtem Gummi und eine Shore-Härte in einem Bereich von 65 und 70 aufweist.

9. Eine Barriere gemäß Anspruch 8, bei der die wiederverwerteten Abfallgummipartikel Metallverunreinigungen enthalten, wobei die fertiggestellte äußere Oberfläche frei von den Metallverunreinigungen ist.

10. Eine Barriere gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9,

bei der die wiederverwerteten Abfallgummipartikel wiedererhaltene Partikel von Fahrzeugreifen mit einer Maximalabmessung kleiner oder gleich 9,5 mm (3/8 Zoll) aufweisen.

11. Eine Barriere gemäß Anspruch 8, 9 oder 10,

bei der die wiederverwerteten Abfallgummipartikel Partikel aufweisen, die aus einer Bearbeitung von runderneuerten Fahrzeugreifen wiedererhalten wurden.

12. Eine Barriere gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11,

bei der die. Barriere einen länglichen Körper mit gleichmäßigem Querschnitt aufweist.

13. Eine Barriere gemäß Anspruch 12,

bei der der Querschnitt im wesentlichen trapezoid ist, und eine Basis (1), eine obere Oberfläche (2) und zwei geneigte Seitenoberflächen (3) aufweist.

14. Eine Barriere gemäß Anspruch 13,

bei der die Seitenoberflächen konkav sind.

15. Eine Barriere gemäß Anspruch 12, 13 oder 14,

die eine untere Fußeinrichtung (4) zum Einbetten der Barriere aufweist.

16. Eine Barriere gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15,

die eine Verbindungseinrichtung (5, 6) an longitudinal gegenüberliegenden Enden der Barriere zum Verbinden gleicher Barrieren in einer longitudinalen Reihe aufweist.

17. Eine Barriere gemäß Anspruch 16,

bei der die Verbindungseinrichtung eine zusammenpassende Zunge (5) und Rille (6) aufweist.

18. Eine Barriere gemäß Anspruch 17,

bei der die Zunge und die Rille einen im wesentlichen dreieckigen horizontalen Querschnitt aufweisen.

19. Eine Barriere gemäß einem der Ansprüche 8 bis 18,

die eine Masse zwischen 13,2 und 17,3 Tonnen (13 und 17 Tons) aufweist.