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Dokumentenidentifikation DE10351525A1 09.06.2005
Titel Flächenhafte Abdeckvorrichtung für Gelände- oder Bauwerksoberflächen und zugehöriges Herstellungsverfahren
Anmelder Scherer, Josef, Brunnen, CH
Vertreter Fiedler, O., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 78266 Büsingen
DE-Anmeldedatum 03.11.2003
DE-Aktenzeichen 10351525
Offenlegungstag 09.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse A01C 1/04
IPC-Nebenklasse A01G 7/00   E02D 17/20   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine flächenhafte Abdeckvorrichtung für Gelände- oder Bauwerksoberflächen, mit einer Vielzahl von rasterartig verteilt angeordneten Öffnungen oder Aussparungen, mit einem Gitterkörper, der wenigstens teilweise aus flächenhaftem oder faserförmigem Material besteht und dessen Oberfläche mit haft- oder klebfähigem Haftmaterial für die Halterung von verteilt angeordnetem Saatmaterial versehen ist. "Saatmaterial" ist dabei im folgenden als Sammelbegriff zu verstehen, der insbesondere auch Samen, Keimlinge, Dünger und dergl. umfasst.

Solche Abdeckvorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. Sie haben einerseits die Aufgabe, die Gelände- oder Bauwerksoberfläche gegen Erosion bzw. Verwitterung oder mindestens gegen Ablagerungen und Verschmutzung zu schützen. Darüber hinaus ist es dabei oftmals erwünscht, nicht nur das Entstehen eines Pflanzenbewuchses and der Gelände- oder Bauwerksoberfläche unbehindert zu lassen, sondern einen solchen Bewuchs zu begünstigen und sogar gezielt hervorzurufen. Bei Geländeabdeckungen ist es ein wichtiges Ziel solchen Bewuchses, durch die zunehmende Wurzelbildung eine zusätzliche und langfristig wirksame, mechanische Sicherung des Oberflächenmaterials gegen Erosion zu erreichen. Dazu ist jedoch eine Halterung des Saatmaterials an der Abdeckung bis zum Erreichen eines ausreichenden Keimungsgrades erforderlich. In dieser Hinsicht ist der einschlägige Stand der Technik verbesserungsbedürftig.

Aufgabe der Erfindung ist daher zunächst die Schaffung einer Abdeckvorrichtung, die eine zuverlässigere Halterung des Saatmaterials auch unter rauhen Betriebsbedingungen ermöglicht. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1.

Der damit vorgesehene Einsatz von selbstvernetzenden Materialien als Haftmittel erlaubt eine Steuerung des Haftungseintritts und der Haftungsfestigkeit mit vergleichsweise geringer leicht dosierbarer Wärmezufuhr und gegebenenfalls sogar ohne besondere Erwärmungsmassnahmen, was einer Schonung der empfindlichen organischen Komponenten von Samen, Keimlingen und Düngemitteln und dergl. zu Gute kommt. Speziell der Einsatz von selbstvernetzenden Butadien-Styrol-Copolymeren erbringt gemäss Praxis überraschende technische Fortschritte, u.a. hinsichtlich einer guten Haftfähigkeit gegenüber dem Saatmaterial schon bei normalen Werten der Luftfeuchtigkeit. Infolge relativ grossem Halterungsvermögen insbesondere gegenüber im Saatmaterial enthaltenen Partikeln von Dünger und Keimungsaktivatoren wird eine hohe Wirksamkeit für eine Langzeitwirkung erreicht, vor allem mit getrockneten Meerespflanzen als Düngungskomponente.

Ferner hat sich der Einsatz des Haftmaterials in Form von wässrigen Dispersionen, Teil-Lösungen bzw. sogar nur von mechanisch erzeugbaren Aufschlämmungen in der Praxis als wichtig für eine rationelle und fehlerarme Handhabung im rauhen Baubetrieb erwiesen.

Sodann ist es wesentlich, dass die Oberflächenbedeckung des Gitterkörpers bzw. dessen Beschichtung mit Saatmaterial eine flächenhafte Lückenstruktur erhält. Der damit verbundene, nur örtliche Kontakt zwischen dem Saatmaterial und der noch klebeaktiven Haftschicht schliesst eine Behinderung des Pflanzenwachstums nach späterer Erstarrung des Haftmaterials aus und ermöglicht im Endresultat einen besonders dichten und widerstandsfähigen Bewuchs. Als besonders zweckmässig hat sich dabei eine Gestaltung erwiesen, bei der das Saatmaterial einen wenigstens abschnittsweise überwiegenden Teil der Oberfläche des Gitterkörpers bzw. dessen Haftmaterialbeschichtung frei lässt.

Die erfindungsgemässe Abdeckvorrichtung kann über die Bepflanzung und Wurzelbildung hinaus auch wesentliche Funktionen zur Stützung und Sicherung von Bauwerksoberflächen, vor allem aber von Geländeoberflächen und hier wiederum insbesondere von Hang- oder Böschungsoberflächen übernehmen. In diesem Sinne gehören zum Erfindungsgegenstand auch Schutzvorrichtungen für Gelände- und Bauwerksoberflächen. Sinngemäss gehört ferner ein Herstellungsverfahren für Abdeckvorrichtungen zum Gegenstand der Erfindung.

Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen schematisch dargestellten Beispiele erläutert.

Darin zeigt:

1 eine stark vergrösserte und schematisierte Darstellung eines Ausschnitts des Fasermaterials eines Abdeck-Gitterkörpers mit Haftmaterial und Partikeln von Saatmaterial;

2 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Abdeckungs-Gitterkörpers mit im Querschnitt abgeflacht runden, sich in Form eines Geleges kreuzenden und einfach aufeinanderliegend auf einer Geländeoberfläche angeordneten Fasersträngen;

3 eine ebensolche perspektivische Ansicht eines Abdeckungs-Gitterkörpers mit Flachquerschnitt der Faserstränge;

4 einen Querschnitt einer Kreuzungsstelle zweier Faserstränge mit Flachquerschnitt in grösserem Massstab mit Anordnungseinzelheiten des Haftmaterials für Saatmatrial;

5 einen Vertikal-Querschnitt einer Abdeckung mit Flachquerschnitt-Fasersträngen, jedoch ausgebildet als Gewebe mit an den Kreuzumgsstellen alternierend über- und untereinander angeordneten Fasersträngen; und

6 einen Vertikalschnitt gemäss 5, jedoch angeordnet auf einer Böschungsoberfläche und mit Verankerungen zweier unterschiedlicher Typen.

Der Ausschnitt einer Abdeckvorrichtung gemäss 1 zeigt zwei sich kreuzende Scharen von Fasersträngen FS1 und FS2, hier in Form eines lockeren Gewebes, die einen Gitterkörper GK bilden. Die Maschenweite M des letzteren liegt bei bevorzugten Grösse von etwa 20 mm. Die Faserstränge sind mit Haftmaterial H beschichtet, das die Partikel P einer Füllung von Saatmaterial S an den Gitterkörper bindet. Die vereinfacht zweidimensional dargestellte, unregelmässige Verteilung der Partikel zeigt deutlich eine flächenhafte Lückenstruktur des Saatmaterials. Dies bedeutet, dass die Partikel P jeweils nur lokal begrenzt mit dem Haftmaterial in Berührung stehen und daher bei ausgehärtetem Haftmaterial auf dem grössten Teil ihres Umfanges von einem Freiraum umgeben sind. Dadurch bleiben das Keimen der Samen und das Wachstum der Keimlinge sowie die physiologischen Wirkungen der Düngemittel langfristig unbehindert.

Bei der Ausführung nach 2 ist ein Gitterkörper GK an der Oberfläche eines Untergrundes U, z.B. einer Böschungsoberfläche, form- oder stoffschlüssig befestigt. Der Gitterkörper umfasst wieder zwei über Kreuz angeordnete Scharen von mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordneten Fasersträngen FS1, FS2. Vorzugsweise hat der Gitterkörper eine Maschenweite zwischen etwa 12 mm und etwa 30 mm. Die Faserstränge FS1, FS2 sind an ihren Kreuzungsstellen K durch das am Umfang der Faserstränge befindliche Haftmaterial H für die Halterung von Saatgut oder Keimlingen miteinander verbunden. Die abgeflacht runde und insbesondere eine mehr oder weniger annähernd kreisrunde Querschnittsform der Faserstränge bietet Vorteile hinsichtlich Festigkeit sowie auch hinsichtlich der Trag- bzw. Aufnahmefähigkeit für das biologische Material. Auch erleichtert diese Querschnittsform den Einsatz von Fasersträngen aus wenigstens teilweise verdrillten Fasern, dies wiederum mit Vorteilen hinsichtlich Festigkeit und flächenhafter Formstabilität der Abdeckungen.

Eine überraschende der Erfindung sieht vor, dass in den sich kreuzenden Fasersträngen jeweils nach Festigkeit und/oder Dehnungsverhalten und/oder Wasseraufnahmefähigkeit und/oder Verwitterungsbeständigkeit für verschiedene Anordnungsrichtungen unterschiedliche Fasern vorgesehen sind. Insbesondere kommen hier Faserstränge in Betracht, die mindestens teilweise aus Glasfasern und/oder Polyesterfasern und/oder Aramidfasern bestehen.

Bei der Ausführung nach 3 haben die Faserstränge FS1, FS2 wenigstens zu einem Teil und/oder auf einem Teil ihrer Länge einen Flachquerschnitt. Dies bietet jedenfalls dann keine Nachteile, wenn Gesichtspunkte der Festigkeit bzw. der Formstabilität keine vorrangige Rolle spielen. Andererseits bietet ein Flachquerschnitt spezielle Vorteile bezüglich rationeller Herstellung und Transport (Platzersparnis und Aufrollbarkeit mit geringem Durchmesser) sowie Anpassungsfähigkeit an Unebenheiten des Geländes bzw. Bauwerks.

Was die biologische Funktion betrifft, so hat es sich als wichtig erwiesen, wenn die Faserstränge wenigstens zu einem Teil und/oder auf einem Teil ihrer Länge eine bezüglich der abzudeckenden Oberfläche gemessene Breite zwischen 2 und 10 mm aufweisen. Vorzugsweise können die Faserstränge jedoch eine Breite von maximal etwa 5 mm aufweisen.

Die vergrösserte Querschnittsdarstellung einer Kreuzungsstelle zweier Flachmaterial-Faserstränge FS1, FS2 gemäss 4 zeigt auf beiden Oberflächen derselben eine Beschichtung mit Haftmaterial H. Bei genügender Porosität der Fasern ergibt sich eine solche Beschichtung ohne weiteres zusammen mit einer mehr oder weniger tiefgreifenden Tränkung.

Im linksseitigen Bereich von 4 ist ist eine beidseitige Beschichtung des Gitterkörpers GK mit biologischem Material BM angedeutet, im rechtsseitigen Bereich dagegen nur eine dem Untergrund U zugewandte. Je nach den Gegebenheiten des Anwenduagsfalles und gemäss dem erstrebten Bewuchsgrad bzw. den dafür vorgegebenen Aufwandsgrenzen kann eine der beiden Varianten gewählt werden.

In 5 ist noch eine Varianten – ebenfalls mit Flachmaterial-Fasersträngen FS1, FS2 – jedoch mit einem Gitterkörper GK in Form eines Gewebes mit alternierenden Kreuzungs- und Verbindungsstellen KV dargestellt. Eine solche Ausführung zeichnet sich aus durch vergleichsweise Zugfestigkeit. Sie kommt daher über die blosse Bewuchsförderung auch für vergleichsweise hoch belastete Hangsicherungen in Betracht. Hier kommt gegebenenfalls auch ein Gitterkörper in Form eines Geflechtes in Betracht.

Hierzu ist ein Beispiel in 6 dargestellt. Als Untergrund U ist dort ein Hang angedeutet, der eine vergleichsweise leichte und sicherungsbedürftige Frontschicht F aufweist. Ausserdem ist im oberen Hangbereich eine vergleichsweise lockere Hanghinterfüllung UL, im unteren Bereich dagegen eine tragfähigere Hinterfüllung US vorhanden. Die Hangfront ist durch eine Abdeckung mit Gitterkörper GK) gemäss 5 gesichert, im unteren Hangbereich mittels tiefgreifender Ankerelemente A1, die aussen vorzugsweise jeweils an breiteren oder doppelt geführten Fasersträngen FS3 angreifen. Im oberen Bereich mit seiner naturgemäss geringeren Rutschbelastung sind dagegen nur leichtere Ankerelemente A2 vorgesehen, die an einfachen Fasersträngen angreifen.

Das zum Erfindungsgegenstand gehörende Herstellungsverfahren umfasst folgende Verfahrensmassnahmen:

  • a) Herstellen eines Gitterkörpers (GK) von geringer Formsteifigkeit, insbesondere mit einer Maschenweite von etwa 20 × 20 mm, durch Weben, Flechten oder Legen von Fasersträngen;
  • b) Tränken des Gitterkörpers mit einer wässrigen Dispersion oder Lösung mit selbstvernetzendem Butadien-Styrol-Copolymer;
  • c) Teilaushärtung der Gitter- bzw. Fasertränkung durch Wärmeeinwirkung bis zum Fortbestand einer restlichen Oberflächenfeuchtigkeit, die für das Anhaften von Saatmaterial noch ausreicht, sowie nachfolgendes Abkühlen des Gitterkörpers (GK), insbesondere unter eine Temperatur von etwa 30°C;
  • d) Abstreuen des Gitterkörpers mit vorgegebenem, partikelhaltigem, insbesondere granulatartigem Saatmaterial (S), insbesondere Samen, Keimlingen und/oder Dünger, und Überführen des Gitterkörpers (GK) in eine kompakte Transport- bzw. Verarbeitungsform, insbesondere durch Aufrollen, mit Andrücken des Saatmaterials an den Gitterkörper bzw. das noch aktive Haftmaterial (H);
  • e) abschliessende Aushärtung des Haftmaterials und Fixierung der Bindung mit flächenhafter Lückenstruktur zwischen Saatmaterial und Gitterkörper.


Anspruch[de]
  1. Flächenhafte Abdeckvorrichtung für Gelände- oder Bauwerksoberflächen, mit einer Vielzahl von rasterartig verteilt angeordneten Öffnungen oder Aussparungen, mit mindestens einem Gitterkörper (GK), der wenigstens teilweise aus flächenhaftem oder faserförmigem Material besteht und dessen Oberfläche mit haft- oder klebfähigem Haftmaterial für die Halterung von verteilt angeordnetem Saatmaterial, insbesondere Samen, Keimlingen und Dünger, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gitterkörpers (GK) für die Halterung des verteilt angeordneten Saatmaterials (S) mit einer wässrigen Dispersion, Teil-Lösung oder Aufschlämmung mindestens eines zur Selbstvernetzung fähigen Monomermaterials bzw. mit einem entsprechenden Polymermaterial versehen ist, und dass die Oberflächenbedeckung des Gitterkörpers bzw. dessen Beschichtung mit Saatmaterial (S) eine flächenhafte Lückenstruktur aufweist.
  2. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saatmaterial (S) einen wenigstens abschnittsweise überwiegenden Teil der Oberfläche des Gitterkörpers (GK) bzw. dessen Haftmaterialbeschichtung (H) frei lässt.
  3. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Haftmaterialbeschichtung (H), die eine wässrige Dispersion von selbstvernetzendem Butadien-Styrol-Copolymer aufweist.
  4. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Saatmaterial-Partikel (SP), die in bezüglich ihre Aussenfläche lokal begrenztem Kontakt mit der Haftmaterialbeschichtung (H) stehen.
  5. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein organisches, durch Luftfeuchtigkeit gegenüber dem Saatmaterial haftfähiges und diesem beigemischtes Haftmittel mit Düngerzusatz.
  6. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein als Langzeitdünger wirkender Bestandteil des Saatmaterials wenigstens teilweise aus getrockneten Meerespflanzen besteht.
  7. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Haftmaterial (H), das zusätzlich mindestens einen Keimungsaktivator und/oder mindestens ein Düngungsmittel enthält.
  8. Abdeckung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gitterkörper (GK) durch zwei über Kreuz angeordnete Scharen von mit gegenseitigem Abstand sowie unter spitzen Winkeln, insbesondere parallel zueinander angeordneten Fasersträngen (FS1, FS2) gebildet ist.
  9. Abdeckung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gitterkörper eine in mindestens einer Richtung gemessene Maschenweite (M) zwischen etwa 12 mm und etwa 30 mm, vorzugsweise von etwa 20 mm, aufweist.
  10. Abdeckung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstränge (FS1, FS2) an ihren Kreuzungsstellen durch Haftmaterial (H) für die Halterung von Saatgut oder Keimlingen miteinander verbunden sind.
  11. Abdeckvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den sich kreuzenden (FS1, FS2) mindestens für zwei verschiedene Anordnungsrichtungen jeweils nach Festigkeit und/oder Dehnungsverhalten und/oder Wasseraufnahmefähigkeit und/oder Verwitterungsbeständigkeit unterschiedliche Fasern vorgesehen sind.
  12. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gitterkörper (GK) wenigstens teilweise als Gelege mit sich wenigstens annähernd längs einer Ebene kreuzenden Fasersträngen ausgebildet ist.
  13. Abdeckung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gitterkörper (GK) wenigstens teilweise als Gewebe oder Geflecht mit sich kreuzenden Fasersträngen ausgebildet ist.
  14. Abdeckung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstränge (FS1, FS2) mindestens teilweise aus Glasfasern und/oder Polyesterfasern und/oder Aramidfasern bestehen.
  15. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstränge (FS1, FS2) wenigstens teilweise als verdrillte Faserbündel ausgebildet sind.
  16. Sicherungs- und Schutzstruktur für Gelände- oder Bauwerksoberflächen, umfassend mindestens eine Abdeckvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abdeckvorrichtung durch Ankerlemente formschlüssig und/oder durch Klebmittel stoffschlüssig mindestens stellen- oder abschnittsweise mit dem Untergrund verbunden ist.
  17. Verfahren zur Herstellung einer Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

    a) Herstellen eines Gitterkörpers (GK) von geringer Formsteifigkeit, insbesondere mit einer Maschenweite von etwa 20 × 20 mm, durch Weben, Flechten oder Legen von Fasersträngen;

    b) Tränken des Gitterkörpers mit einer wässrigen Dispersion oder Lösung mit selbstvernetzendem Butadien-Styrol-Copolymer;

    c) Teilaushärtung der Gitter- bzw. Fasertränkung durch Wärmeeinwirkung bis zum Fortbestand einer restlichen Oberflächenfeuchtigkeit, die für das Anhaften von Saatmaterial noch ausreicht, sowie nachfolgendes Abkühlen des Gitterkörpers (GK), insbesondere unter eine Temperatur von etwa 30°C;

    d) Abstreuen des Gitterkörpers mit vorgegebenem, partikelhaltigem, insbesondere granulatartigem Saatmaterial (S), insbesondere Samen, Keimlingen und/oder Dünger, und Überführen des Gitterkörpers (GK) in eine kompakte Transport- bzw. Verarbeitungsform, insbesondere durch Aufrollen, mit Andrücken des Saatmaterials an den Gitterkörper bzw. das noch aktive Haftmaterial (H);

    e) abschliessende Aushärtung des Haftmaterials und Fixierung der Bindung mit flächenhafter Lückenstruktur zwischen Saatmaterial und Gitterkörper.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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