DE68902903T2

DE68902903T2 - Fussmatte mit elastisch verbundenen steifen platten.

Info

Publication number: DE68902903T2
Application number: DE8989118219T
Authority: DE
Inventors: Thomas A Shreiner
Original assignee: Construction Specialties Inc
Current assignee: EMEH Inc
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2009-10-03
Also published as: EP0365869B1; KR900006629A; KR0129524B1; HK130893A; EP0365869A1; JPH02243130A; AU612903B2; CA1315924C; ATE80542T1; AU4254289A; ES2034549T3; DE68902903D1; US4877672A

Description

Hintergrund der Erfindung

Es ist eine höchst ratsame und nahezu universell befolgte Gepflogenheit, an Gebäudeeingängen Fußmatten vorzusehen, um vom Schuhzeug der das Gebäude betretenden Personen Schmutz zu entfernen. Eine in kommerziellen und industriellen Gebäuden weitverbreitete Art von Eingangsfußbodenmatte beruht auf steifen, langgestreckten Schienen, die parallel zueinander angeordnet und in dichtem Abstand voneinander durch eine scharnierartige Verbindung zusammengehalten sind, die das Aufrollen der Matte ermöglicht, damit der Fußboden oder Gang darunter geputzt werden kann. Die Schienen haben Trittflächen, bei denen es sich um gerippte oder gezahnte Metall- oder Kunststoffelemente, Gittermaterial oder Teppichstücke handeln kann, die dazu beitragen, das Schunzeug von Schmutz zu säubern. Dabei besteht die Tendenz, daß der mit Hilfe der Trittflächen beseitigte Schmutz in die zwischen den Schienen bestehenden Lücken fällt oder in diese hinein abgekratzt wird. Fußbodenmatten der vorstehend beschriebenen Art gehen aus den US-Patenten 3 808 628 (Betts, 1974), 4 029 834 (Bartlett, 1977), 4 568 587 (Balzer, 1986), Re. 32 061 (Ellingson, Jr., 1986), und 4 663 903 (Ellsingson, Jr., 1987) sowie dem europäischen Patent Nr. 0 067 024 (Parsons, 1986) hervor.
Construction Specialties, Inc., der die vorliegende Erfindung übertragen wurde ("CS"), hat eine Fußmatte unter dem Warenzeichen "Turfmat" auf den Markt gebracht, die der im Bartlett '834-Patent beschriebenen sehr ähnlich ist. Das "Turfmat"-Produkt der CS hat Schienen, die durch Strangpressen aus einem steifen Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt sind und deshalb steife kugelgelenkartige Verbindungen haben. Das "Turfmat"-Produkt der CS hat gleichfalls an jeder Schiene einstückig damit geformte Rippen, die aus einem weicheren Vinyl als der Rest der Schiene durch Coextrusion mit dem steifen Vinyl der Schienenkörper und Verbindungsbereiche hergestellt sind. Die weicheren Rippen verschaffen eine Federungswirkung und vermitteln außerdem Schlupfschutz. Die "Turfmat"-Matten aus PVC leisten zwar ziemlich gute Dienste und sind preisgünstiger als Matten mit Aluminiumschienen, aber sie sind auch weniger haltbar als die Aluminiummatten.
Die im '587-US-Patent von Balzer beschriebenen Fußbodenmatten werden derzeit von Balco, Inc., Wichita, Kansas, Vereinigte Staaten von Amerika (der Übertragungsempfängerin) vermarktet. Die Balco-Matten haben Aluminiumschienen und "Scharnierglieder" aus einem verhältnismäßig stark plastifizierten PVC, einem flexiblen thermoplastischen Kunststoff. Die Scharnierglieder erlauben ein Aufrollen der Matte, indem diese über das ganze Ausmaß der Querabmessung zwischen den Aluminiumschienen nachgibt und auch durch gelenkiges Bewegen an den Kugelgelenken, mittels der die Scharnierglieder mit den Schienen verbunden sind. Da die Scharnierglieder der Balco-Matten wie die meisten Matten des Typs mit Schienen, Löcher haben, durch die Schmutz und Wasser auf den Fußboden oder die sonstige Fläche unterhalb der Matte fallen kann, ist das Biegen der PVC-Scharnierglieder in denjenigen Abschnitten konzentriert, die mit den Löchern fluchten. Mit dem konzentrierten Biegen geht eine erhöhte Belastung einher. Bei wiederholtem Biegen beginnen die stark beanspruchten Bereiche zu versagen. Schließlich bricht das ganze Scharnierglied auseinander, und die Matte muß repariert oder ersetzt werden.
Die Fußbodenmatten gemäß dem '903-Patent von Ellingson, Jr., der Quelle der bekannten Merkmale aus dem Oberbegriff von Anspruch 1, sind der "Turfmat" von CS insofern ähnlich, als die Schienen aus Kunststoff bestehen. Jede Schiene hat einen hauptsächlichen Körperteil zur Aufnahme eines Teppichstreifens oder sonstigen Trittflächenmaterials und ist aus einem steifen PVC-Kunststoff stranggepreßt. Zusätzlich hat jedoch jede Schiene einen Verbindungsteil längs einer Kante des Körperteils, der durch Coextrusion mit dem Körperteil aus einem flexiblen PVC-Kunststoff geformt ist. Der flexible Verbindungsteil biegt sich, wenn die Matte aufgerollt wird. Aufgrund der Schlitze in den Verbindungsteilen, in welchen Schmutz auf den Fußboden unterhalb der Trittfläche fallen kann, unterliegt der flexible Verbindungsteil konzentrierten Belastungen (Beanspruchungsanstieg), die zum Bruch führen. Außerdem hat flexibles PVC eine verhältnismäßig begrenzte Dauerbiegefestigkeit. Wegen der Schlitze und der begrenzten Beständigkeit des Materials ist es nicht wahrscheinlich, daß die im '903-Patent vorgeschlagenen Matten haltbar und langlebig sind.
Die Matten des europäischen Patentes von Parsons haben Scharnierglieder ganz ähnlich denen der Balco-Matten, wenn man davon absieht, daß vorgeschlagen ist, sie aus Gummi herzustellen. Gleichfalls möglich sind Belastungskonzentration und Ermüdungsbruch, wenn auch Gummi eine größere Haltbarkeit als flexibles PVC haben sollte. Allerdings ist Gummi insgesamt elastischer als flexibles PVC, und nach dem Parsons-Patent hergestellte Matten würden wahrscheinlich wegen des Kriechens der Schienen zueinander oder voneinander aufgrund der Elastizität der Gummischarnierglieder zu mangelnder Maßhaltigkeit in Querrichtung neigen.
Das Zusammensetzen der Balco- und Parsons-Matten ist mühselig, weil die Scharnierglieder von den Schienen gesondert sind. Für eine gegebene Anzahl Schienen gibt es doppelt so viele durch Aufschieben von den Enden her zusammenzusetzende Teile als bei einer Matte, deren Schienenkörper mit den Verbindungselementen einstückig ausgebildet sind, wie bei dem "Turfmat"-Produkt von CS und den "Pedimat"-Aluminiummatten von CS, die gemäß dem '834-Patent von Bartlett hergestellt werden. Außerdem muß jede Schiene mit jedem Scharnierglied an den Enden beispielsweise mittels Nieten verriegelt werden, und es sind in den Balco-Natten doppelt so viele Verbindungen nötig wie in den CS-Matten.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fußbodenmatte zu schaffen, die aus Schienen zusammengesetzt ist, bei denen die Körper und Verbinder einteilig sind und die haltbarer ist als die "Turfmat", preisgünstiger als die Aluminiumschienenmatten, leicht an Gewicht, äußerst attraktiv im Aussehen und leicht zusammenzusetzen. Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Fußbodenmatte, deren Schienen nicht so steif sind wie die PVC- und Aluminiumschienen gegenwärtig verfügbarer Matten und sich deshalb leichter an Unregelmäßigkeiten des Fußbodens oder Ganges, auf den sie gelegt werden, anzupassen. Noch eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung von abfedernden Eigenschaften und Gleitschutz durch einstückig ausgebildete Elemente der Schienen.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben werden gemäß der Erfindung mittels einer Fußbodenmatte gelöst, die aus einer Vielzahl steifer, langgestreckter, parallel zueinander angeordneter Schienen zusammengesetzt ist, von denen jede Schiene einen zur Aufnahme eines Trittflächenteils geeigneten Körperteil und einen Verbindungsteil umfaßt, durch den sie mit einer benachbarten Schiene vereinigt ist, wobei Körperteil und Verbindungsteil ein durch Strangpressen aus einem thermoplastischen polymeren Material hergestelltes, monolithisches Gebilde sind. Der Körperteil und der Verbindungsteil jeder Schiene ist aus einem steifen, hochschlagfesten, thermoplastischen, polymeren Werkstoff durch Extrudieren geschaffen. Der Körperteil jeder Schiene steht mit dem Verbindungsteil jeder Schiene durch ein flexibles (lebendiges) Scharnier in Form eines in Längsrichtung durchgehenden, dünnen Stranges aus einem flexiblen, thermoplastischen Elastomer in Verbindung, der mit dem Körperteil und dem Verbindungsteil gemeinsam extrudiert ist und eine deutliche Biegelinie für die gelenkige Bewegung des Körperteils gegenüber dem Verbindungsteil bildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Körperteil jeder Schiene mindestens zwei Rippen längs seiner Unterseite in seitlichem Abstand voneinander, die geeignet sind, die Schiene auf einer Oberfläche auf zustützen, wobei jede Rippe aus einem verhältnismäßig weichen und zusammenpreßbaren thermoplastischen, polymeren Werkstoff durch Coextrusion mit dem Körper- und Verbindungsteil sowie dem flexiblen Scharnier gebildet ist und als ein Polster- und Gleitschutzelement der Matte dient.
Zum besseren Verständnis der Erfindung kann auf die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen bezug genommen werden.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Fußbodenmatte gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Stirnansicht einer Schiene der Matte im Querschnitt in größerem Maßstab als Fig. 1; und
Fig. 3 ist eine Stirnansicht eines Abschnitts der Matte und zeigt links, wie die benachbarten Schienen sich gelenkig bewegen, wenn die Matte aufgerollt wird.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das Ausführungsbeispiel hat große Ähnlichkeit mit der Fußbodenmatte, die in dem '834-Patent von Bartlett beschrieben und gezeigt ist, welches durch diesen Hinweis in die vorliegende Beschreibung eingeschlossen wird. Insbesondere weist sie nebeneinander angeordnete, parallele Schienen 10 auf, die jeweils einen zur Aufnahme eines Trittflächenteils 13 (siehe Fig. 3) geeigneten Körperteil 12 sowie einen integralen Verbindungsteil 14 aufweisen, über welchen eine Verbindung mit einer benachbarten Schiene durch eine Kugelgelenkanordnung hergestellt ist. Jede Schiene hat längs ihrer Länge einen gleichförmigen Querschnitt und ist durch Strangpressen hergestellt. Der Körper besitzt eine Ausnehmung 16, die nach oben offen und an jeder Seite von einer überhängenden Lippe 18 begrenzt ist. Die Lippen halten einen Teppichstreifen oder eine sonstige Art von Trittflächenteil 13 in der Ausnehmung fest, wie an sich bekannt.
An einer Kante des Körpers des Schienengliedes ist ein Flansch 20 von insgesamt C-förmigem Querschnitt vorgesehen, der eine Gelenkschale 22 begrenzt. Ein am Verbindungsteil 14 im Querschnitt insgesamt in Gestalt einer Kugel vorgesehenes Verbindergebilde 24 paßt in die Gelenkschale 22 der benachbarten Schiene. Der Öffnungsschlitz 26 der Gelenkschale 22 ist breiter als der Steg 28 am Verbindungsteil 14 der Schiene, was eine gelenkige Bewegung jeder Schiene um die Längsachse des Kugelgelenks ermöglicht, wenn die Matte aufgerollt wird. Der Steg 28 hat entlang seiner Länge in gleichmäßigen Abständen längliche Löcher 30, die von den Trittflächen der Matte entfernten Schmutz und Wasser zum Fußboden oder zur sonstigen Oberfläche durchlassen, auf der die Matte im Gebrauch liegt. Auf den oberen Randflächen des Schienenkörpers vorgesehene Längsrippen 32 unterstützen die Trittflächenteile beim Beseitigen von Schmutz und verleihen eine Antirutscheigenschaft. Für das Ausführungsbeispiel sind, soweit es bisher beschrieben wurde, allgemein bekannte Merkmale von Fußbodenmatten benutzt, die beträchtlichen kommerziellen Erfolg zu verzeichnen haben und der Nachfrage nach einer haltbaren, attraktiven, wirtschaftlichen und leicht zu benutzenden Eingangsmatte entgegenkommen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Schienen 30 durch Coextrusion aus verschiedenen thermoplastischen, polymeren Stoffen hergestellt, wobei die unterschiedlich gestrichelten Bereiche in Fig. 2 diese unterschiedlichen Stoffe wiedergeben. Der Körperteil 12 und der Verbindungsteil 14 sind beide aus einem steifen, hochschlagfesten, thermoplastischen, polymeren Werkstoff gebildet. Bevorzugt wird ein polymeres Material, das eine Izod-Schlagfestigkeit, 1/8 Zoll Kerbe, von mindestens 16 Fuß/Pound/Zoll, eine Shore-D-Härte von ca. 80 und eine Streckspannung von mindestens 6000 psi hat. Acrylmodifizierte Polyvinylchloridpolymerisate mit diesen Eigenschaften sind im Handel erhältlich.
Die unteren Enden 34 der drei Rippen oder Füße 36 der Schiene, die die Schiene auf dem Fußboden abstützen, sind aus einem weichen, zusammenpreßbaren thermoplastischen, polymeren Werkstoff hergestellt, um eine Federungswirkung bereitzustellen und eine Gleitschutzeigenschaft zu vermitteln. Ein polymerer Werkstoff mit einem Schubmodul von weniger als 16.000 psi bei -49º F, einer prozentualen Dehnung von mehr als 300 % und einer Shore-A-Härte zwischen 60 und 80 wird bevorzugt. Handelsübliche acrylmodifizierte Polyvinylchloride mit diesen Eigenschaften sind geeignet.
Der Verbindungsteil 14 der Schiene ist mit dem Körperteil 12 durch einen flexiblen Scharnierteil 38 verbunden, der die Form eines in Längsrichtung durchgehenden, dünnen Stranges aus einer weichen, flexiblen, thermoplastischen, elastomeren Masse von hoher Dauerbiegefestigkeit hat. Als flexible Scharniere geeignete thermoplastische Elastomere, beispielsweise Polyurethanelastomere sind im Handel erhältlich. Vorzugsweise sollte das Elastomer eine Dehnung von mindestens 500 %, einen Schubmodul bei -45º F von weniger als 1750 psi und eine Shore-A-Härte im Bereich von 60 bis 80 haben. Der Zugfestigkeitswert sollte so hoch wie möglich sein, beispielsweise mindestens 3000 psi beim Bruch. Wesentlich ist natürlich die Dauerbiegefestigkeit, um vielen Hunderten von Zyklen des Aufrollens und Abrollens der Matte standzuhalten.
Der flexible Scharnierteil 38 hat, wie an sich bekannt, die Gestalt einer Eieruhr, wodurch eine Zone des Biegens ohne Beanspruchungsanstieg und verhältnismäßig große Flächen des Anschlusses an benachbarte steife Teile entstehen. Die Gestaltung des Ausführungsbeispiels, bei dem die durch den flexiblen Scharnierteil verbundenen, steifen Teile in senkrechter Richtung versetzt sind, dient lediglich als Beispiel. Das flexible Scharnier kann an beliebiger Stelle im Querspalt zwischen dem Schienenkörper 12 und dem steifen Verbindungskugelteil 24 angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich unmittelbar neben dem Kugelteil 24 befinden oder an einer Zwischenstelle im Steg 28. Der obere Flansch 40 mit den Rippen 32 ist für die Schiene weder strukturell noch funktionsmäßig wesentlich, und der Steg 28 könnte sich in horizontaler Richtung ganz von der Kugel 24 bis zum Körper 12 erstrecken, wobei in diesem Fall das flexible Scharnier an der Verbindungsstelle des Körpers mit dem Steg oder irgendwo längs der Breite des Steges vorhanden sein könnte. Im Spalt zwischen den Verbindungsteilen könnte auch mehr als ein flexibles Scharnier vorgesehen sein. Allerdings wird bevorzugt, das flexible Scharnier nicht mit den Löchern 30 fluchten zu lassen (die übrigens aus dem extrudierten Glied ausgestanzt sind), weil diese dann segmentiert wären und leichter zum Versagen neigten. Das dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt den oberen Flansch 40 als wünschenswertes Merkmal für die äußere Erscheinung - von oben gesehen sind die Schienen symmetrisch. Schließlich kann die für das flexible Scharnier verwendete Masse durchsichtig sein. In diesem Fall ist es wünschenswert, wenn es im wesentlichen nicht sichtbar ist, da es sonst als Lücke aufgefaßt werden könnte (obwohl es sehr klein ist und bei der Benutzung wahrscheinlich nicht bemerkt wird, gleichgültig wo es sich befindet).
Abgesehen vom flexiblen Scharnierteil können die Schienen in jeder beliebigen Farbe gefärbt oder eingefärbt sein. Die Farbe erstreckt sich durch das ganze Material, so daß Kratzer oder sonstige Oberflächenschäden kaum zu sehen sind. Zur Verwendung im Freien sollten UV-Blocker eingearbeitet sein.
Durch Aufschieben aufeinanderfolgender Schienen vom Ende her auf die letzte Schiene der teilweise zusammengesetzten Matte wird die Matte zusammengesetzt. Zwischen den Kugelgelenkelementen jeder Verbindungsstelle zwischen Schienen, zu deren Vereinigung gegen eine relative Bewegung in Längsrichtung, wird eine oder werden mehrere Schmelzverbindungsstellen (nicht gezeigt) hergestellt. In Bereichen in der Nähe der Schmelzverbindungsstellen können sich die Kugeln und Kugelschalen nicht gelenkig bewegen, und das Aufrollen der Matte wird durch Biegen des flexiblen Scharniers ermöglicht. In Bereichen der von den Verbindungsstellen entfernten Verbindungen ist das Aufrollen der Matte durch eine Kombination aus dem Biegen der flexiblen Scharniere und der gelenkigen Bewegung der Kugelgelenke ermöglicht. Die mäßige Flexibilität der polymeren Werkstoffe der Matte ermöglicht eine mäßige Verformung der Verbindungsteile der Schienen, wodurch die Wirkung der Drehhemmung der Schmelzverbindungsstellen mit zunehmender Entfernung von der Schmelzverbindungsstelle ihrerseits allmählich abnimmt. Die mäßige Flexibilität der polymeren Werkstoffe ermöglicht es den Schienen auch, sich durch Biegen etwas an unregelmäßige Oberflächen in Längsrichtung anzupassen. Die flexiblen Scharniere und Kugelgelenke erlauben ohne weiteres eine Anpassung an die Stützfläche in Querrichtung. Das weiche thermoplastische Material an den Füßen der Schienen ermöglicht außerdem ein örtliches sich Anpassen an leicht rauhe oder unebene Oberflächen.

Claims

1. Fußbodenmatte mit einer Vielzahl steifer, langgestreckter Schienen (10), die parallel zueinander angeordnet sind, wobei jede Schiene (10) einen zur Aufnahme eines Trittflächengliedes (13) geeigneten Körperteil (12) und einen Verbindungsteil (14) hat, durch den sie mit einer benachbarten Schiene verbunden ist, wobei Körperteil und Verbindungsteil (12, 14) ein durch Extrudieren aus einem thermoplastischen, polymeren Werkstoff geschaffenes, monolithisches Gebilde sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Körperteil (12) und der Verbindungsteil (14) jeder Schiene (10) aus einem steifen, hochschlagfesten, thermoplastischen, polymeren Material durch Strangpressen gebildet sind, und

- daß der Körperteil (12) und der Verbindungsteil (14) jeder Schiene (10) durch ein flexibles Scharnier (38) in Form eines in Längsrichtung durchgehenden, dünnen Stranges aus einem hochflexiblen, thermoplastischen Elastomer verbunden sind, welches mit dem Körperteil (12) und dem Verbindungsteil (14) coextrudiert ist und eine deutliche Biegelinie zur gelenkigen Bewegung des Körperteils (12) gegenüber dem Verbindungsteil (14) bildet.

2. Fußbodenmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (12) jeder Schiene (10) mindestens zwei Rippen (34) längs seiner Unterseite in seitlichem Abstand voneinander aufweist, die geeignet sind, die Schiene (10) auf einer Oberfläche abzustützen, wobei jede Rippe (3 4) mit dem Körperteil (12), dem Verbindungsteil (14) und dem flexiblen Scharnier (38) durch Coextrusion aus einem weichen, zusammenpreßbaren, thermoplastischen, polymeren Werkstoff gebildet ist und als ein abfederndes und Gleitschutzelement der Matte dient.