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Die
Erfindung betrifft eine Belagsplatte sowie ein Verfahren zum Verlegen
eines fugenlosen Belags mit solchen Belagsplatten.
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Der
Begriff Belagsplatte schließt
erfindungsgemäß alle Formen
plattenförmiger
Körper
ein, unabhängig
von ihrer Umfangsgeometrie. Hierzu gehören Platten, die in der Aufsicht
rechteckig, dreieckig, rhombisch, sechseckig, rund, oval oder trapezförmig sind,
unabhängig
von ihrer Länge,
Breite, Durchmesser bzw. Dicke. Eine beispielhafte Platte hat eine Oberfläche von
0,1 bis 10 qm und eine Dicke von 0,01 bis 0,5m. Der Begriff Belagsplatte
erstreckt sich primär
auf Bauelemente mit planer Oberseite, schließt erfindungsgemäß aber auch
solche Bauteile ein, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen beispielsweise
eine leichte Riffelung, Noppen oder sonstige Strukturen aufweisen
(einschließlich
randseitiger Fasungen etc.), solange sich insgesamt eine im Wesentlichen
plane Funktionsoberfläche
ergibt, um den Zweck eines Belags zu erfüllen.
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Der
Begriff „fugenlos" ist im technischen
Sinne zu verstehen, das heißt,
zwischen korrespondierenden Abschnitten der Randzone benachbarter
Belagsplatten soll maximal ein durch Herstellungs- oder Verlegetoleranzen
bedingter Abstand bestehen.
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Soweit
nachstehend von „oben", „unten", „Oberseite", „Unterseite", „vertikal", „horizontal" etc. gesprochen
wird beziehen sich diese Ortsangaben auf die bestimmungsgemäße Verwendung/Verlegung
der Platten für
einen Bodenbelag. Auf diesen Anwendungszweck bezieht sich die folgende
Beschreibung, ohne die Erfindung diesbezüglich einzuschränken. Die
Platten können
ebenso zur Erstellung von Wandbelägen, Tischflächen, Verkleidungen
jeder Art, Decken etc. verwendet werden.
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Ein
Problembereich bekannter Plattenböden ist der Fugenbereich zwischen
benachbarten Platten. Der Plattenwerkstoff kann so hochwertig wie
notwendig sein, die Fugen zwischen den Platten sind Schwachzonen
in Hinblick auf: Verschleiß, Frost-/Taubeständigkeit,
Isoliereigenschaften, Beständigkeit
gegenüber
Gasen und Flüssigkeiten
(einschließlich
Säurebeständigkeit),
Abriebfestigkeit etc., da meist monolithische Materialien verwendet
werden, die häufig
nicht die Werkstoffeigenschaften des Plattenmaterials erreichen.
Unabhängig
davon besteht bei verfugten Plattenböden das Problem, dass die – weicheren – Fugen
durch Unterschiede in den physikalischen Kennwerten zum Plattenmaterial
bei thermisch und/oder mechanisch indizierten Spannungen zerstört werden.
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Eine
fugenlose Verlegung scheitert bisher an einer zufrieden stellenden
Lösung,
die einzelnen Platten ortsfest zueinander verlegen zu können. Eine Verklebung
im Randbereich reicht häufig
nicht, die hohen mechanischen und thermischen Belastungen auszuhalten,
denen ein solcher Plattenbelag insbesondere bei gewerblicher Nutzung
unterliegt. Eine Verankerung in einem Unterboden ist extrem aufwändig und
führt zu
hohem Ausschuss.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, Bodenbelagsplatten so
auszubilden, dass sie faktisch fugenfrei, aber in definierter Zuordnung
zueinander verlegt werden können
und damit auch schwierigen und neuen Anwendungsbereichen zugänglich zu
machen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe geht die Erfindung von folgenden Erkenntnissen aus:
- a) Jede Platte liegt mit ihrer Randzone an
einer benachbarten Platte. Um eine mehr oder weniger geschlossene
Oberfläche
bei einem fertigen Plattenbelag zu erreichen müssen die Abschnitte der Randzone,
die der Plattenoberfläche
benachbart sind, korrespondierend zueinander im Sinne einer fugenfreien
Anlage ausgebildet werden. Im einfachsten Fall handelt es sich um
vertikal verlaufende plane Flächenabschnitte.
Weitere Bespiele werden nachstehend beschrieben.
- b) Die Randzone jeder Platte muss darüber hinaus einen Abschnitt
aufweisen, der der sicheren Verbindung mit einer benachbarten Platte
dient. Diese Verbindung muss unter Berücksichtung von a) unterhalb
der Randzone liegen, die dem fugenlosen Anschluss an eine Nachbarplatte
dient. Die Verbindung wird über
die Ausbildung eines im Wesentlichen parallel zur Plattenoberseite
verlaufenden Kanalabschnitts erreicht, der in der Oberfläche dieses
Randzonenabschnitts vorgesehen ist und bei der Verlegung mit einer
aushärtbaren Füllmasse
gefüllt
wird. Die Verbindung zur und mit einer benachbarten Platte ergibt
sich daraus, dass diese analoge Kanalabschnitte im Randzonenbereich
aufweist. Nach Anlage einer Platte an eine zweite Platte bilden
die beiden, jeweils offenen Kanalabschnitte einen gemeinsamen umfangsseitig
geschlossenen Kanalabschnitt, der später verfüllt wird.
- c) Gemäß b) wird
bei Verlegung mehrerer Platten zu einem Plattenbelag ein kontinuierliches
Kanalnetz geschaffen, welches aus einzelnen Kanalabschnitten zwischen
benachbarten Platten zusammengesetzt ist. Der Vorteil dieses entsprechend verzweigten
Kanalnetzes liegt darin, dass die Verfüllung aller Kanalabschnitte
mit einem Mörtel, Kleber,
Harz oder dergleichen gemeinsam über eine
einzige oder wenige Zuführ-/Injektionsstelle(n)
erfolgen kann. Das Füllmaterial
strömt
dabei von Kanalabschnitt zu Kanalabschnitt, bis alle Bereiche in
der gewünschten
Weise und in dem gewünschten
Füllgrad
verfüllt
sind. Nach der Aushärtung
ergibt sich ein fester Plattenverbund in fugenloser Zuordnung der
Platten. Die vermeintliche Schwachstelle des Plattenbodens, die
Füllmasse,
hat keinen oder kaum Kontakt zur Oberseite des Plattenbelags, sie
liegt vielmehr geschützt
unterhalb der mehr oder weniger geschlossenen (quasi fugenfreien)
Oberfläche. Selbst
wenn die erhärtete
Füllmasse
lokal reißen sollte
bleibt der Plattenverbund unverändert
erhalten.
- d) Eine bodenseitige Befestigung der Platten kann in konventioneller
Weise verfolgen, zum Beispiel durch Verlegung in einem Mörtelbett.
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In
ihrer allgemeinsten Ausführungsform
betrifft die Erfindung danach eine Belagsplatte mit einer im Wesentlichen
planen Oberseite, einer im Abstand zur Oberseite verlaufenden Unterseite
und mindestens einer, Ober- und Unterseite verbindenden, umlaufenden
Randzone, die folgende Abschnitte aufweist:
- a)
einen ersten, der Oberseite benachbarten Flächenabschnitt mit einer Oberfläche, die
zur fugenlosen Anlage an eine korrespondierende weitere Bodenbelagsplatte
ausgebildet ist,
- b) mindestens einen Abschnitt, von dessen Oberfläche sich
eine nutartige Vertiefung erstreckt, die einen im Wesentlichen parallel
zur Oberseite verlaufenden Kanalabschnitt bildet.
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Das
Verfahren zum Verlegen eines fugenlosen Plattenbelag mit vorgenannten
Belagsplatten umfasst folgende grundsätzliche Schritte:
- c) mehrere Platten werden so zueinander verlegt, dass benachbarte
Platten zumindest im Bereich der Flächenabschnitte ihrer jeweils
korrespondierenden Randzonen, die der Oberseite benachbart sind,
fugenlos aneinander anschließen,
wobei
- d) die zum Plattenbelag verlegten Platten zusammen eine fugenlose
Oberfläche
ausbilden und die Kanalabschnitte in den Randzonen benachbarter Platten
einen gemeinsamen Kanal bilden,
- e) anschließend
wird an mindestens einer Stelle des Plattenbelags eine aushärtbare Füllmasse
in den Kanal injiziert, bis der Kanal und gegebenenfalls an den
Kanal anschließende
weitere Kanäle mit
der Füllmasse
gefüllt
ist, so dass
- f) die Füllmasse
nach Aushärtung
einen Formschluss zwischen benachbarten Platten schafft.
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Sowohl
für die
Belagsplatte als auch das zugehörige
Verlegeverfahren spielt die Ausbildung der Randzone der Platten
eine wesentliche Rolle. Diese Randzone muss, von oben nach unten
betrachtet, mindestens zwei Abschnitte aufweisen:
Der erste
(obere) Abschnitt, der Oberseite der Platte benachbart, dient der
fluchtenden, fugenfreien Anlage an eine benachbarte Platte. Dieser
Abschnitt kann nicht nur vertikal (beziehungsweise senkrecht zur Oberseite
der Platte) verlaufen, sondern auch unter einem Winkel ≠ 90°. Für den Fall
eines Plattenbodens aus gleichformatigen quadratischen Platten bedeutet
dies:
Die Platte weist vier Randzonen-Abschnitte auf (entsprechend
den vier Seiten der Platte). Verlaufen diese Randzonen-Abschnitte
in der Verlegeposition der Platte exakt vertikal können die
Platten unmittelbar aneinandergelegt werden. Es kommt dann nur noch auf
die Ausbildung des weiteren (unteren) Randzonenabschnitts an, der
nachstehend erläutert
wird.
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Verlaufen
eine oder zwei Randzonenabschnitte so, dass sie zu der (fiktiv exakt
horizontalen) Plattenoberseite einen Winkel < 90° bilden,
so müssen
entsprechend ein oder zwei weitere Randzonenabschnitte der Platte
mit Schrägflächen ausgebildet sein,
die mit der Oberseite der Platte einen Winkel > 90° bilden,
und zwar derart, dass sich beide Winkel zu 180° ergänzen. Dann ist sichergestellt,
dass beim Aneinanderfügen
benachbarter Platten die entsprechenden Randzonenabschnitte fluchtend
und fugenfrei aufeinander liegen. Dieser Abschnitt kann auch Profilierungen
aufweisen, die dann mit Profilierungen anderer Abschnitte so korrespondieren,
dass sich benachbarte Platten fugenlos verlegen lassen.
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Dieser
obere Randzonenabschnitt sollte sich mindestens einige Millimeter
(von der Oberseite der Platte gerechnet) nach unten erstrecken,
er kann aber auch einige Zentimeter breit sein.
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Entlang
des übrigen
(unteren) Randzonenabschnitts ist erfindungsgemäß mindestens ein Abschnitt
vorgesehen, der den beschriebenen Kanalabschnitt aufweist. Im ersten
Fall verläuft
auch dieser untere Randzonenabschnitt vertikal und der Kanalabschnitt
erstreckt sich senkrecht dazu.
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Der
Randzonenabschnitt kann aber auch schräg verlaufen und mit der Oberseite
der Platte einen Winkel < 90° bilden.
Wiederum ausgehend von quadratischen baugleichen Platten bedeutet
dies, dass nach Verlegung der Platten im Querschnitt „umgekehrt
V-förmige" offene Zonen zwischen
benachbarten Platten ausgebildet werden, die anschließend mit
Füllmasse
zumindest partiell (vorzugsweise vollständig) verfüllt werden, ebenso wie die
entlang dieser Flächen
verlaufenden Kanalabschnitte.
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Analog
gilt dies für
andere geometrische Plattenformen. Die nachfolgende Figurenbeschreibung
gibt einige Beispiele.
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Die
nutartige Vertiefung (der Kanalabschnitt) kann nach einer Ausführungsform
mit einem Hinterschnitt ausgebildet werden. Dies hat den Vorteil,
dass sich die im Kanal befindliche, ausgehärtete Füllmasse nicht mehr aus dem
hinterschnittenen Bereich lösen
kann. Da ein Kanalabschnitt zwischen benachbarten Platten jeweils
aus 2 Teil-Kanalabschnitten zusammengesetzt
ist bedeutet dies auch, dass benachbarte Platten formschlüssig und
sicher miteinander verbunden werden.
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Es
liegt im Rahmen der Erfindung, einzelne Randzonenabschnitte korrespondierend
zu den beschriebenen Kanalabschnitten mit stegartigen Zungen/Federn
auszubilden, sodass beim Verlegen eines Plattenbelages ein Federteil
einer Platte in einen Kanalabschnitt (eine Nut) einer benachbarten
Platte eingeführt
wird. Auch dies dient der gegenseitigen Stabilisierung der Platten
im Plattenbelag. Dabei soll die Feder im Querschnitt schmaler als
der Kanalabschnitt ausgebildet werden, sodass zwischen beiden ein
Hohlraum verbleibt, der mit der Füllmasse ausgefüllt wird.
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Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung ist es, dass nach der Verlegung
eines Plattenbelages die einzelnen Kanalabschnitte miteinander und
untereinander ein Kanalnetz bilden. Dies ermöglicht es, die Füllmasse
an einer oder wenigen Stellen zuzuführen und beispielsweise unter
Druck zu injizieren, wobei die Füllmasse
die miteinander verbundenen Kanalabschnitte nach und nach ausfüllt.
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Nach
der Aushärtung
der Füllmasse
steht ein aus einzelnen Platten gebildeter Plattenbelag zur Verfügung, der
faktisch fugenfrei ist, bei dem Platten untereinander aber sicher
und ortsfest positioniert sind.
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Die
Erfindung erstreckt sich auf alle Arten von Werkstoffen. Die Platten
können
beispielsweise aus Granit, Marmor, Zement, Beton, aber auch aus Metall,
Verbundwerkstoffen oder dergleichen bestehen.
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Hinsichtlich
der Injektionsmasse unterliegt die Erfindung ebenfalls keinen Beschränkungen.
Die Masse muss eine gewisse Viskosität/Fließbarkeit aufweisen (mit einer
Konsistenz im Bereich pastös-breiig-flüssig), um
sie auch über
ein größeres (längeres)
Kanalnetz injizieren zu können.
Sie muss darüber
hinaus in technisch sinnvoller Zeit aushärten. Solche Massen stehen
beispielsweise auf Basis hartbarer Polyesterharze, Zementmörtel, Furanharze,
Wasserglas oder dergleichen zur Verfügung.
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Soweit
das Kanalnetz nicht seitlich zugänglich
ist bedarf es mindestens einer Bohrung von oben durch das Plattenmaterial
bis zum Kanal, um anschließend
die Füllmasse
injizieren zu können.
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Die
Erfindung eignet sich im Besonderen zur Herstellung von Plattenbelägen mit
hohen Anforderungen. Hierzu gehören
Plattenbeläge,
wie sie in der Lebensmittelindustrie, in Reinräumen, Schwimmbädern, in
Labors, bei der Computerfertigung, in der chemischen Industrie oder
auch in Krankenhäusern benötigt werden.
Die fugenfreie Ausbildung bedeutet, dass die Eigenschaften des Plattenbelages
gleich den Eigenschaften der Platten ist und Schwachstellen wie
Fugen vermieden werden.
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Wichtige
Merkmale des erfindungsgemäßen Konzepts
sind:
- – Verbesserung
der physikalischen und chemischen Resistenz
- – Herstellung
planer Oberflächen,
unabhängig von
der Größe mit geringen
Toleranzen
- – dichte
Oberfläche
- – schnelle
maschinelle Verlegung
- – Begehbarkeit
kurz nach Verlegung
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den
sonstigen Anmeldungsunterlagen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Die
zeichnerischen Darstellungen sind rein schematisch und in keiner
Weise maßstäblich. Die
Figuren zeigen:
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1:
Verschiedene Ausführungsformen von
Randzonen einer Platte
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2:
In der Aufsicht verschiedene geometrische Plattenformen
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3:
Einen Ausschnitt eines Plattenbelages in der Aufsicht
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4:
Eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Plattenbelags.
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In
den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen
Bezugsziffern dargestellt.
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1 zeigt
eine Seitenansicht auf die Randzone verschieden ausgebildeter Platten 10 mit
einer Oberseite 10o und einer Unterseite 10u.
Die in der Figur dargestellten Randzonenabschnitte sind mit 10r bezeichnet.
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Es
handelt sich um Platten 10, die in der Aufsicht eine Rechteckform
haben. Soweit Randzonen 10r einer Platte 10 in 1 unterschiedlich
ausgebildet sind dient dies lediglich der Illustrierung der technischen
Möglichkeiten.
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Bei
der Variante a) ist ein oberer Randzonenabschnitt 10ro senkrecht
zur Oberseite 10o ausgebildet, und zwar als flache plane
Fläche.
Der entsprechende Abschnitt 10ro einer benachbarten Platte kommt
entsprechend flächig
(fugenfrei) mit diesem Randzonenabschnitt 10ro zur Anlage
(bei a) schematisch mit zwei parallel verlaufenden Linien dargestellt).
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Ein
unterer Randzonenabschnitt 10ru verläuft unter einem Winkel α zur Oberseite 10o von etwa
80°. Zusammen
mit dem entsprechend ausgebildeten Randzonenabschnitt 10ru der
benachbarten Platte 10 ergibt sich damit ein umgekehrt
V-förmiger Abstand
(Raum) 12 zwischen benachbarten Platten 10.
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Bei
b) ist der Randzonenabschnitt 10r einer Platte 10 durchgehend
senkrecht zur Oberseite 10o, wobei etwa mittig eine Vertiefung
(ein Kanalabschnitt 14) von diesem Randzonenabschnitt verläuft, der
im Querschnitt trapezförmig
ist und entsprechend einen Hinterschnitt aufweist.
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In
diesen Kanalabschnitt 14 greift eine Feder (Zunge) 16 ein,
die vom Randzonenabschnitt der benachbarten Platte vorsteht. Während die
oberen Randzonenabschnitte 10ro beider Platten flächig gegeneinander
liegen (also wiederum fugenlos) bleibt zwischen Feder 16 und
Kanalabschnitt 14 ein Raum 18. Ist die Feder 16 – in vertikaler
Richtung – breiter als
die Öffnung
des Kanalabschnitts 14 werden benachbarte Platten seitlich
ineinander verschoben.
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Bei
c) ist der Kanalabschnitt 14 mit trapezförmigem Querschnitt
aus Variante b) durch einen Kanalabschnitt ersetzt, der eine Teilkreisfläche beschreibt.
Dies gilt auch für
den Randzonenabschnitt 10r der gegenüberliegenden Platte. Bei 10ro liegen die
benachbarten Platten wiederum flächig
gegeneinander. Die beiden Kanalabschnitte 16 bilden zusammen
einen Kanalabschnitt doppelter Größe.
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Die
Variante d) unterscheidet sich von der Variante c) lediglich dadurch,
dass die Querschnittsform der Kanalabschnitte 16 geändert wurde.
Sie ähnelt
jetzt der Form gemäß Variante
b) mit der Maßgabe,
dass auch im Randzonenbereich 10r der korrespondierenden
Platte 10 ein entsprechender Kanalabschnitt 16 ausgebildet
wird, sodass sich insgesamt wiederum ein Kanalabschnitt doppelten
Volumens und doppelter Querschnittsfläche ergibt.
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Variante
e) ist gegenüber
d) insoweit modifiziert, als die Kanalabschnitte 16 jeweils
einen Rechteckquerschnitt aufweisen. Entscheidend ist, dass auch
bei d) und e) die oberen Randzonenabschnitte 10ro benachbarter
Platten bündig
(fugenfrei) gegeneinander liegen und in den unteren Randzonenabschnitten 10ru die
beschriebenen Kanalabschnitte ausgebildet sind.
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Die
Randgestaltungen gemäß den 1a)-e) können auch beliebig miteinander
kombiniert oder im Sinne der allgemeinen Erfindunglehre ergänzt werden.
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Daraus
ergibt sich für
in der Aufsicht sechseckige Platten, wie sie in 2a)
dargestellt sind, ein Plattenbelag gemäß 3, wobei
die einzelnen Kanalabschnitte 16 gestrichelt angedeutet
sind. 3 zeigt, dass die Kanalabschnitte 16 aneinander
anschließen
und ein Kanalnetz ausbilden. Während oder
nach der Verlegung der Platten kann beispielsweise bei I ein Zementmörtel in
den benachbarten Kanalabschnitt 16 injiziert werden, wobei
dieser Zementmörtel
entsprechend den dargestellten Pfeilen in die verschiedenen Kanalabschnitte
gedrückt
wird und diese ausfüllt.
Nach Verfüllung
der Kanalabschnitte 16 und Aushärtung des Mörtels ergibt sich ein fester
Plattenverband und ein Bodenbelag mit quasi geschlossener, fugenfreier
Oberseite (Oberfläche).
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Eine
analoge Anordnung würde
sich ergeben, wenn Platten mit anderen Formaten, beispielsweise
dreieckförmige
Platten mit entsprechenden Kanalabschnitten gemäß 2c)
verlegt würden.
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4 zeigt
die Verlegung großformatiger, trapezförmiger und
dreieckförmiger
Plattenelemente zu einer insgesamt quadratischen Bodenfläche. Auch
hier weisen benachbarte Platten 10 entsprechende Kanalabschnitte 16 auf,
die untereinander ein kontinuierliches Kanalnetz ergeben, welches – wie vorstehend
beschrieben – nach
der Verlegung der Platten mit einer Füllmasse verfüllt wird.
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Dabei
sind die vier Teilflächen 10a-d
zur gemeinsamen Mitte M geneigt.
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2b zeigt eine Platte 10 mit im
Wesentlichen quadratischer Grundfläche, wobei zwei Randzonenabschnitte
mit Kanälen 16 und
zwei, aneinander anschließende
Randzonenabschnitte mit korrespondierenden Federn 18 ausgebildet
sind. Beim Verlegen dieser Platten wird entsprechend eine Platte mit
ihren Federabschnitten 18 in korrespondierende Kanalabschnitte 16 benachbarter
Platten eingeführt, wie
dies schematisch in 1b dargestellt
ist. Auch in diesem Fall, werden Hohlräume (wie 12, 18)
zwischen benachbarten Platten 10 anschließend mit
einer Füllmasse
verfüllt,
um einen festen Plattenverbund zu erreichen.