專利名稱：具有測向吸收模塊狀運動場地用磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料磚，該磚支承在地面上以提供例如籃球，網(wǎng)球之類體育活動的運動場地。更具體地說，本發(fā)明屬于塑料的模塊狀磚，該磚互鎖起來形成運動場地面，當(dāng)施加突然的側(cè)向力時能提供摩擦力和安全性。
作為體育運動活動場地已經(jīng)開發(fā)出繁多的地面覆蓋層。例如，硬木板地面長期來一直被認(rèn)為是以其反彈性和舒適性著稱，但該種地面很難維護(hù)而且建造費用大。運動場地也有將水泥磚片粘到水泥地面上，但是，這種場地在運動員摔倒時不能提供理想的安全性。木板地和水泥地都有一個共同的缺點，這就是普遍對跳躍，跑動和突然改變運動方向的體育運動不能吸收側(cè)向沖擊力。
模塊狀地板已廣泛流行，這是由于其用途的多面性，但還是未能滿足運動場地的各種要求的標(biāo)準(zhǔn)。從構(gòu)造上講，模塊狀磚由塑料制成，通常采用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，磚面呈十字圖形并具從網(wǎng)格十字面向下延伸的間隔開的支承柱，各種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的地面已被建造，并能提供一定的所需要求及美學(xué)上很好的圖案。
本發(fā)明者已經(jīng)研制出許多種具有特殊立柱支承結(jié)構(gòu)的模塊狀磚以及磚面的變形。以下美國專利代表發(fā)明者在這方面已作的工作專利號NO.Des274，588，其他的發(fā)明者也有采用類似的模塊磚片，構(gòu)成網(wǎng)格體系作運動場地。以下所舉的是一些這類具有代表性專利J.P.M.Becker等人的專利NO.3，438，312;RalphEttlinger，Jr.的專利NO.3，909，996;K.AnthenyMenconi的專利NO.4，436，799;RaymendW.Leclerc的專利NO.4，008，548;EskoNissinen的專利NO.4，167，599，HensKraayenhof的專利NO.4，226，064以及ChesterE.Dekko的專利NO.255，744。
值得注意的是，盡管如傳統(tǒng)的硬木板地面所證實的舒適的內(nèi)在優(yōu)點，但這些專利中沒有一篇提出采用塑料模塊磚在體育運動場地鋪成連續(xù)平坦的地面。代之于此，若使用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的地面，則產(chǎn)生具體的設(shè)計問題以增大摩擦力并減小由于摔倒和其他形式的與地面接觸而受損傷的危險?，F(xiàn)有技術(shù)中的確已出現(xiàn)許多不同設(shè)計，多數(shù)情況是試圖采用比傳統(tǒng)使用的運動場地具有更多優(yōu)點的網(wǎng)格體系。
不用平坦連續(xù)面的主要原因在于加工和維護(hù)塑料磚片很困難，這些磚片是不用粘接物而鋪墊在支承地面上的，盡管在溫度和延長使用效果不斷地有變化。Menconi等人的美國專利4，436，799討論了幾個限制網(wǎng)格體系加工的重大缺陷。比如，保持支承柱與支承面接觸的條件是嚴(yán)格的，甚至是重要的問題。溫度變化會造成磚片翹起，邊角上卷并產(chǎn)生令人不測的安全事故，也限制了這種磚作為球類，接觸面的有效使用。
涉及這一缺陷的先有技術(shù)中已包含使用膨脹接頭和十字增強件或肋板。已經(jīng)采用了張拉安裝工藝并且還在減小熱膨脹系數(shù)的材料成分精選方面作了償試。歷來對于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)處理這方面問題的困難強調(diào)了這樣的事實，即具有連續(xù)平坦面的模塊狀磚甚至更可能卷翹變形。連續(xù)的塑料表面由于聚合物經(jīng)受溫度變化而更加趨向于扭曲和卷翹。因此，現(xiàn)有技術(shù)實際上限制了塑料磚作為連續(xù)平坦面的運動場地的鋪蓋物。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供場地地面構(gòu)件，該構(gòu)件可互鎖連結(jié)在一起形成模塊狀地板覆蓋層，還能不使用粘結(jié)物鋪在底層地面上并保持平坦。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種地面用磚，該磚能吸收側(cè)向力，以減小施加在運動人員腳和踝部的阻力。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種模塊狀磚，該磚能提供連續(xù)平坦的具有最大摩擦力的地面，而且固定在地面上時盡管受溫度變化也不會卷翹和變形。
這些和其他目的實現(xiàn)在于將一模塊狀磚與其它相似磚互鎖連結(jié)起來作為局部地板覆蓋層用于體育活動場地、球場及類似場地，通過改進(jìn)磚的耐受性可以減小運動人員突然側(cè)向移動的損傷。本發(fā)明之磚片包括一個塑料支承網(wǎng)格，該網(wǎng)格具有矩形構(gòu)形，其四邊由周壁包圍，該網(wǎng)格包含相同長度的交叉十字單元的重復(fù)圖形。這些十字單元從整體上構(gòu)成支撐網(wǎng)格，并且從周界壁向內(nèi)延伸，沿著一共用面連接十字的交點并在其之間形成縷空的開口。
為了在支承地面上提供一接觸平面，支承柱被整體地附連在十字相交點的底側(cè)，支承柱大體垂直于支承網(wǎng)格并具有相同長度。互鎖裝置連在磚上并從周界壁向外伸出，以便能同相同設(shè)計的附加模塊狀磚在對應(yīng)邊緣處進(jìn)行可拆卸地連接。該互鎖裝置固定被連接磚片時稍微分離開一定距離以便在相鄰周界壁之間提供連續(xù)均勻的移動間隙。在靜止?fàn)顟B(tài)下，此邊界間隙達(dá)到的分離距離在0.5至2.0毫米范圍內(nèi)，并且通過在互鎖裝置上的偏離位置設(shè)定這一間隙，設(shè)定這一間隙對相對于被連接磚周界壁沿垂直方向施加的側(cè)向力產(chǎn)生響應(yīng)，收縮或拉長此間隙，從而產(chǎn)生對側(cè)向力的吸收作用。該互鎖裝置提供了回彈性或恢復(fù)力以使磚返回到偏離位置和要求的間隙范圍。以均勻厚度隨支承網(wǎng)格上邊緣整體加工一塊連續(xù)的塑料板，便提供了一塊平坦表面的蓋板，其邊緣以磚片的周界壁為界。
如果結(jié)合附圖及以下的詳細(xì)說明，其他目的和特性對該領(lǐng)域?qū)I(yè)人員來說是不言自明的。
附圖中

圖1表示按照本發(fā)明制成的一塊方形磚的局部俯視圖。
圖2表示從圖1所示磚的俯視圖沿底邊看去的側(cè)視圖。
圖3圖示出圖1的磚的底部視圖，其中央部分的支承柱和網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被除去，以便看清表面蓋板的底面。
圖4表示兩塊互鎖磚的底視圖，該兩塊互鎖磚只是磚塊組裝陳列的一部分。
圖5表示沿圖4的5-5線取的放大橫截面視圖。
圖6表示沿圖4的6-6線取的放大橫截面視圖。
參照附圖詳細(xì)說明發(fā)明。
圖1給出一塊模塊塑料磚，適合應(yīng)用在網(wǎng)球場，籃球場或其他體育場所作為地面覆蓋層。這種模塊狀塑料磚獨特地綜合其特性可以提供連續(xù)平坦表面11，防止了上文中所述現(xiàn)有技術(shù)的磚構(gòu)件網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)由于溫度變化而使磚卷翹變形。平表面11提供了體育運動所需的相當(dāng)改進(jìn)的摩擦面積，有利于運動員改變運動方向，起跑，急停，作其他與體育活動相關(guān)的迅速移動動作的需要。這些磚能分別互相連結(jié)成適用于運動場地的連續(xù)平坦地面。
平坦表面11由塑料支承網(wǎng)格支承，這點從圖3清楚可見，這種地面網(wǎng)格形成一個其四邊各由周界壁12包圍的矩形結(jié)構(gòu)。并且包含一重復(fù)的相交十字條13的圖形，十字條具有共同的高度和寬度。這些十字條被整體地制成并從周界壁12向內(nèi)延伸，在十字條交點14處接合。從而在各十字條13之間形成許多縷空的開口15。許多相同長度的支承柱16被整體成形并連接在十字條交點14的底側(cè)，垂直于支承網(wǎng)格。
當(dāng)從頂部脫除開磚的平坦部分時，這種支承網(wǎng)格呈現(xiàn)為由十字條相聯(lián)結(jié)的支承柱陣列，十字條使支承柱保持在一共同平面內(nèi)，用以在支柱結(jié)構(gòu)的底端17接觸地面同時十字條的上側(cè)接觸整體成形的上蓋板11。支承網(wǎng)格和支柱組件結(jié)構(gòu)成分均勻而且在幾何上呈十字重復(fù)圖形，以使溫度變化和使用時的膨脹效果減至最小。
塑料支承網(wǎng)格還包括互鎖連結(jié)裝置20和21，它們被連接并從周界壁12向外伸出，以便在相應(yīng)邊緣可拆卸地連接另外的相同設(shè)計的模塊狀磚。這種互鎖裝置的作用不僅在于連接相鄰的磚，同時還在各磚的周界壁12之間設(shè)定了適當(dāng)?shù)奈灰屏俊＿@一點通過在相鄰周界壁24和25之間設(shè)定一連續(xù)而均勻的位移間隙23而實現(xiàn)(圖4)。該間隙的分開距離可以在0.5至2.0毫米范圍內(nèi)，但最好為近似1毫米。此分開距離是基于考慮到1平方英尺面積的磚而定，對不同大小的磚也可以稍有變化。
這一所需的分開距離通過具有一定外形的互鎖裝置20和21實現(xiàn)，即擬定一個偏離位置，該位置以規(guī)定的分開距離但對沿垂直于周界壁24和25方向施加于磚的側(cè)向力產(chǎn)生響應(yīng)，從而確定了各磚片的該偏離位置。換句活說，偏離位置的設(shè)定是在沒有側(cè)向力情況下由磚片及其互鎖裝置假定的。該偏離位置表示在圖4和圖5中。這時也可視為靜止?fàn)顟B(tài)，與磚片受到側(cè)向力F(圖5)時動態(tài)形成對照。取決于側(cè)向力的強度，間隙23可以變小(或者擴大，如果向反方向施加力)因而可吸收側(cè)向作用力。當(dāng)所施力消除時，互鎖裝置20和21返回原先所要求間隙范圍內(nèi)的偏離位置。
圖4中更清楚地圖解了互鎖裝置20和21的工作和部件。在此最佳實施例中，互鎖裝置包括一個與支承網(wǎng)格整體成形的凸環(huán)20，還限定出一個用于容納插入件21的環(huán)孔30。該環(huán)孔30的空間大小設(shè)計成能與對應(yīng)的插入件21適度地密配合并且允許一定的活動余地。如圖2和圖3可看出，插入件21有兩個部件，一偏壓彈簧夾31和穩(wěn)定件32。彈簧夾31具有凸緣33，它起止動件作用，以保持兩塊磚處于聯(lián)結(jié)關(guān)系。凸緣33抵住相鄰磚的側(cè)邊12的下方。穩(wěn)定件32套在環(huán)孔30的圓弧段內(nèi)，彈簧夾的凸緣33在環(huán)34內(nèi)抵住周界壁。
該互鎖裝置的構(gòu)形更清楚地圖解于圖4。該圖表示穩(wěn)定件32處于環(huán)的左側(cè)，其作用是在一側(cè)設(shè)定出偏離位置和要求間隙23所分開的范圍或距離。彈簧夾凸緣33的作用是延伸磚塊，通過推動連接著凸環(huán)20的磚使兩塊相連磚延伸，直到凸環(huán)的內(nèi)環(huán)孔壁頂住穩(wěn)定件32。換句話說，兩塊磚是被彈簧偏置到分開距離23的，但是響應(yīng)克服彈簧偏壓力的側(cè)向作用力時也可緊縮到一起。
當(dāng)作用拉力時(和圖5中顯示的力相反)，互鎖裝置20和21還能拉長間隙23。這時，構(gòu)件20的環(huán)形部分在克服穩(wěn)定件32的阻力中略微拉長。該力釋放時，環(huán)件20的彈性把穩(wěn)定件32拉回到最初靜態(tài)分離間隙23的偏離位置。
總之，互鎖裝置提供三種不同模式的彈簧偏離相互聯(lián)接。在偏離位置或靜態(tài)模式中，當(dāng)環(huán)件20在穩(wěn)定件32和彈簧偏離件33附近時，間隙23由環(huán)件20靜態(tài)幾何結(jié)構(gòu)決定。在第二種模式中，壓縮力將一塊磚推向另一塊磚，從而減少了間隙23。當(dāng)力終止后，隨著偏離件33伸長，把這些磚又被推回靜態(tài)狀態(tài)，靜態(tài)塊片間隙又恢復(fù)。最后，第三種模式是在離開間隙23處施加力，在拉穩(wěn)定件32時，拉長環(huán)件20。當(dāng)力消失后，環(huán)的彈性把拉長的塊片拉回到最初靜態(tài)位置。
為了完善磚片結(jié)構(gòu)，制備了一塊連續(xù)的塑料板18，以均勻的厚度隨支承網(wǎng)格頂邊19整體成形。這塊上部塑料板提供了一個平的表面蓋板，但受其邊緣到磚周壁12的約束。因此在圖1和圖2中(即俯視圖和側(cè)視圖)顯示了具有平的周壁結(jié)構(gòu)12(圖2)的平的表面11。而圖3顯示的支承網(wǎng)格是在這個周壁內(nèi)。表面蓋板的厚度至少為1.5毫米，最好是2到2.5毫米，理由是總高度28是12毫米。這里要再次說明，這些尺寸可以變化，它取決于磚塊的大小。
這些尺寸使得由網(wǎng)格支撐的表面蓋板有足夠的剛性，能完全控制熱膨脹和一般由被支撐的塑料磚引起的地面變形或效果不佳等其它問題。這一點再與磚塊之間的偏離間隙23的結(jié)合，就能把一個連續(xù)平坦的磚塊表面作為突起的網(wǎng)格磚結(jié)構(gòu)的部分來使用。
在制造階段完成的最終構(gòu)件能保持所要求的平坦形狀。特別是本發(fā)明涉及通過常規(guī)模制技術(shù)(例如在高溫下把液態(tài)聚合物注入模具進(jìn)行塑化)制備磚片的方法。在高溫下把磚從模子中取出，磚冷卻時注意觀察它的彎曲方向和彎曲程度。如果磚塊的任何一個角向上彎曲，則應(yīng)注意其彎曲的程度。在繼續(xù)加工中，從模具中取出磚塊，這些相同磚的角從它們自然彎曲運動在一定程度上偏轉(zhuǎn)到相反的方向，從而聚合物的結(jié)構(gòu)被加壓，在冷卻時的移動可以使之變平。這種加壓的作用應(yīng)用于每一隨后從模具中取出的磚塊，因此，在上述冷卻期間磚塊是受力的。
磚塊的彎曲程度多少有些憑直覺，往往基于制造者對于上述特殊的聚合物和磚片的制造經(jīng)驗?？梢允孪染酆衔锢鋮s時彎曲的相反方向壓上一重物，以預(yù)防冷卻時的彎曲。
因此，本發(fā)明提出的平表面磚結(jié)構(gòu)是可行的，只要事先加壓，以克服在磚片冷卻時和隨后聚合物加工中引起的自然彎曲。這個預(yù)加壓的磚片能依靠每個磚片的形狀來保持所設(shè)計的平坦形狀，包括在每一磚之間所要求的間隙，進(jìn)而建立的相互連接的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)另一個優(yōu)點是有利于運動員，它能對突然運動起緩沖阻力的作用，而普通地板硬性阻力常引起關(guān)節(jié)扭傷和其他傷害事故。
因此，本發(fā)明提供了令人驚訝和未曾料到的雙重好處。一方面，它提供了具有最大摩擦力的平表面;另一方面，這個地面還有與網(wǎng)格支撐的塑料磚相關(guān)的抵抗垂直沖擊阻力的能力。此外，由于側(cè)向力被吸收進(jìn)相鄰的磚結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減弱了垂直沖擊。簡言之，能平鋪的磚片的發(fā)展，盡管與現(xiàn)有技術(shù)制備這樣的磚片的經(jīng)驗相反，它增加了新的優(yōu)點，即人們在使用這種地板時，減少了由于使用的地板結(jié)構(gòu)缺少間隙而引起的關(guān)節(jié)，膝蓋和其它組織的損傷或受壓的危險。
根據(jù)本發(fā)明，磚片的制造還應(yīng)用了特殊的成份，包括低密度聚乙烯和聚丙烯共聚體。相同模量的其它成份的可替換物，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是可以識別的。
除了前面所講的之外，平表面的磚還具有全部模塊狀磚結(jié)構(gòu)的方便性的優(yōu)點，包括磚可以單個被替換。對于用水泥或其它可接受的材料作為底面來說，構(gòu)造價格便宜，其它優(yōu)點對于本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員來說是熟知的。
上面是通過例子對本發(fā)明做子說明，具體的限制則包括在下述的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種形成地板復(fù)蓋物的互鎖模塊狀磚的排列，這種復(fù)蓋物可以提高運動場表面上的摩擦力，改善對突發(fā)側(cè)向運動的耐受性，每一塊上述互鎖磚特征在于一個由四邊周壁圍成的矩形塑料支承網(wǎng)格，包括整體形成，具有共同相應(yīng)尺寸的多個相互連接的十字件的重復(fù)的圖案，十字件由周壁向內(nèi)延伸，沿著帶有多個形成于其間的縷空開口的共同平面，連接于十字結(jié)合處；整體地與交叉結(jié)合處的底邊結(jié)合的共同長度的多個支撐柱基本上垂直于支承網(wǎng)格；連接到周壁并由周壁向外延伸的互鎖裝置與相同設(shè)計的另外的模塊狀磚的相應(yīng)邊呈可拆卸連接；上述互鎖裝置是與按這種排列方式的每一相鄰磚的互鎖裝置相配接，并在相鄰周壁之間形成連續(xù)均勻的可移動間隙，靜態(tài)下上述間隙為0.5到2.0毫米范圍內(nèi)，上述間隙取決于互鎖裝置的偏離位置，而偏離位置是由于施加于磚上的側(cè)向力產(chǎn)生的，該力的施加是相對連接的周壁，沿著垂直方向以減小或增大間隙，從而吸收側(cè)向力，上述互鎖裝置還提供偏離位置和所要求的間隙回位的恢復(fù)力；厚度均勻與支撐網(wǎng)格頂邊整體形成的連續(xù)塑料板，提供了平面蓋板，并由磚的周壁邊緣所約束。
2.按照權(quán)利要求1所述的磚，其特征在于，各個周壁之間的間隙大約在0.5到2.0毫米之間，這種由互鎖裝置產(chǎn)生允許周壁減小或增加的量可至少移動周壁1毫米。
3.按照權(quán)利要求1所述的塊片，其特征在于，表面蓋板均勻的厚度至少是1.5毫米。
4.按照權(quán)利要求1所述的包括方磚陣列的地板表面，每塊相鄰塊片互鎖成為地板表面的一部分，并與提供偏離位置的周壁之間的間隙一部分，并與提供偏離位置的周壁之間的間隙一起被偏離，由于允許磚片的移動超過由任何單個互鎖裝置產(chǎn)生的量，該偏移位置允許數(shù)塊磚沿著力的任何方向共同移動，從而緩沖由運動員施加在地板表面的突發(fā)的側(cè)向力。
5.按照權(quán)利要求1所述的磚片，其特征在于，該塑料包括直鏈低密度聚乙烯。
6.按照權(quán)利要求1所述的磚片，其特征在于塑料包括聚丙烯共聚物。
7.一種制備塊片的方法，這種塊片和其它相同的塊片互鎖形成地板復(fù)蓋層，它能提高運動場地面的摩擦力，改善突發(fā)的側(cè)向運動的耐受度，上述方法包括下列步驟按照權(quán)利要求1在模具中制備磚;高溫時從模具中取出磚;磚在高溫下冷卻時，觀察磚彎曲方向和程度;然后對相同成份的成型的磚加壓，在以后加工步驟中，用同樣的加工方法，即在磚片有彎曲的部分上，與彎曲方向相反做反向彎曲;磚片自高溫冷卻時，在磚片平的位置上放上重物。
全文摘要
一種用于和其它同樣磚片互鎖形成地板覆蓋層的模塊式磚，它能提高運動場地面的摩擦力，改善突然產(chǎn)生的側(cè)向運動的耐受度。磚片包括矩形塑料支承網(wǎng)格，多個支撐柱垂直地與十字連接件的底邊連接，互鎖裝置結(jié)合到周壁，并由周壁向外延伸。互鎖裝置在相鄰周壁之間形成連續(xù)、均勻的移動間隙，這個間隙可以吸收側(cè)向力。連續(xù)塑料板給磚提供一個平的表面蓋板，可作為連續(xù)平坦的運動場地板覆蓋板之用。
文檔編號E04F15/02GK1044689SQ90100588
公開日1990年8月15日 申請日期1990年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月6日
發(fā)明者丹尼爾·科特勒 申請人:丹尼爾·科特勒