PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10346875A1 19.05.2005
Titel Ankerhilfe für Baumwurzeln
Anmelder Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 76133 Karlsruhe, DE
Erfinder Mattheck, Claus, Prof. Dr., 76774 Leimersheim, DE;
Kappel, Roland, 76744 Wörth, DE;
Bethge, Klaus, Dr., 76297 Stutensee, DE
DE-Anmeldedatum 09.10.2003
DE-Aktenzeichen 10346875
Offenlegungstag 19.05.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.2005
IPC-Hauptklasse A01G 17/04
IPC-Nebenklasse A01G 7/00   A01G 23/04   
Zusammenfassung Ankerhilfe für Baumwurzeln auf einem festen Untergrund. Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel vorzuschlagen, welche es Baumwurzeln ermöglichen, auch an einem von Baumwurzeln nicht durchdringbaren Untergrund ausreichend Halt zu finden. Die Aufgabe wird durch eine Ankerhilfe, umfassend mindestens eine mit dem Untergrund fest verbundene Struktur, welche formschlüssig mit einer ein- oder umwachsenden Baumwurzel verwachsbar ist, gelöst.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ankerhilfe für Baumwurzeln auf einem festen, für Baumwurzeln nicht durchdringbaren Untergrund gemäß dem ersten Patentanspruch.

Eine Konzipierung von Wohn- und Gewerbegebieten im Rahmen einer kommunalen Stadtentwicklung erfolgt zunehmend unter den Gesichtspunkten einer intensiveren Ausnutzung vorhandener Bebauungsflächen. Vor allem in Ballungsräumen gehört die Einplanung von ausreichenden Abstellmöglichkeiten für Kraftfahrzeuge eben so dazu wie die Einhaltung einer Balance zwischen dichtest mögliche Bebauung und hoher Wohnqualität. Diese Entwicklung weitet sich zunehmend auch auf bestehende Wohngebiete aus, wo im Rahmen von Modernisierung und Nachverdichtungen vorzugsweise auf noch nicht bebauten Flächen zusätzliche Gebäude wie Garagen oder Wohngebäude mit den erforderlichen Anfahrtswegen errichtet werden. Eine intensive Flächenausnutzung zieht jedoch zwangsläufig einen erhöhten Bodenversiegelungsgrad und damit eine Änderung des lokalen Mikroklimas nach sich. Folglich werden als Ausgleich zu den verloren gegangenen nicht versiegelten Grünflächen Dachbegrünungen insbesondere auf Tiefgaragen vorgeschrieben.

Pflanzen, welche für eine Dachbegrünung herangezogen werden, müssen jedoch mit einem sehr begrenzten Erdreich auf dem jeweiligen Dach auskommen. Mit der Größe dieser Pflanzen wird es zunehmend unmöglich bei derartigen Verhältnissen mit ihren Wurzeln ausreichend Halt zu finden. Dies erhöht die Gefahr vor allem unwetterbedingter Entwurzelungen, weswegen Bäume für Dachbegrünungen nicht vorgesehen oder zugelassen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel vorzuschlagen, welche es Baumwurzeln ermöglichen, auch an einem von Baumwurzeln nicht durchdringbaren Untergrund ausreichend Halt zu finden.

Die Aufgabe wird durch eine Ankerhilfe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Ankerhilfe wieder.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung umfasst mindestens eine, mit dem Untergrund fest verbundene Struktur, welche von der Baumwurzel umwachsen werden kann oder in welche eine Baumwurzel einwachsen kann. Durch die Verwachsungen entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen Baumwurzel und Struktur und damit eine wirksame Ankerhilfe zu dem Untergrund. Dabei ist es zunächst unerheblich, ob die Struktur durch eine entsprechende Gestaltung des Untergrunds oder durch auf den Untergrund befestigte separate Komponenten, beispielsweise Ösen oder Poller, gebildet wird. Auch umfasst die Erfindung draht- rohr- oder gitterförmige Strukturen, welche an mehreren Punkten mit dem Untergrund fest verbunden sind oder vom Untergrund zum Teil umschlossen sind. Derartige Ankerhilfen bieten nicht nur einem Halt für Baumwurzeln sondern bewirken außerdem noch einen zusätzlichen Zusammenhalt des Erdreiches. Sie erhöhen damit in vorteilhafter Weise nochmals die Standfestigkeit größerer Pflanzen wie Bäume.

Bestehen die Strukturen aus mehreren Elementen, welche von den Baumwurzeln umwachsen werden, bietet es sich zudem an, die Zwischenräume zwischen den Elementen so zu gestalten, dass sie von den einwachsenden Baumwurzeln vollständig ausgefüllt werden können. Die Baumwurzeln werden auf diese Weise zwischen den Elementen formschlüssig eingeklemmt und damit zusätzlich gehalten. Das Zusammenwirken von mehreren Elementen miteinander steuert einen wesentlichen Beitrag zur Ankerwirkung bei.

Weisen die Oberflächen der Strukturen, welche in direktem Kontakt mit den ein- oder umwachsenden Baumwurzeln stehen, eine dreidimensionale Strukturierung und/oder eine Beschichtung mit einem biokompatiblen Material auf, kommt es zwischen der Baumwurzel und der Struktur zu einer weiteren Erhöhung der bislang rein formschlüssigen Verbindungsfestigkeit durch Verzahnung oder stoffschlüssiger Verbindung im Oberflächenbereich.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen

1 einen festen Untergrund 1 mit einer Ankerhilfe 2 (Struktur mit mehreren Elementen), bestehend aus zylinderförmigen Erhebungen, sowie einen Baum 3 mit Baumwurzeln 4, welche mit der Ankerhilfe verwachsen sind,

2a und b beispielhaft Gestaltungen der Oberfläche jeweils einer in 1 offenbarten zylinderförmige Erhebung,

3 eine Struktur mit mehreren, Elemente, deren Durchmesser mit zunehmendem Abstand r zum Baumstamm abnehmen sowie

4a und b eine Struktur als Ankerhilfe, bestehend aus mehreren in Reihe angeordneter Elemente sowie eine Modellbetrachtung zur Abschätzung der übertragbaren Kräfte der Baumwurzel auf einem dieser Elemente in Abhängigkeit des Umschlingungswinkels &PHgr;.

Die grundsätzliche Anordnung der Ankerhilfe 2 als Zwischenglied zwischen einer für Baumwurzeln 4 nicht durchdringbaren Untergrund 1 und einem Baum 3 zeigt 1. In der gezeigten Ausführungsform besteht die Ankerhilfe aus einer Struktur, umfassend mehrere, vom Untergrund abstehende Erhebungen, zwischen denen sich die Baumwurzeln 4 verankern. Zur besseren Darstellbarkeit ist in 1 das Erdreich 5 im Bereich der Baumwurzeln und der Ankerhilfe nicht dargestellt.

2a und b zeigen jeweils eine mögliche Gestaltung der vorgenannten Erhebungen (Ankerhilfe 2). Beide sind im speziellen Ausführungsbeispiel zylinderförmig gestaltet und weisen eine Oberflächenstrukturierung in Form von Noppen 6 (2a) oder eines Wulstrandes 7 (2b) auf. Beide Ausführungsformen repräsentieren somit allgemein Ankerhilfen, umfassend mindestens eine Struktur, welche sich zur Verbesserung der Verzahnung zwischen Struktur und Baumwurzel durch eine dreidimensionale Oberflächenstruktur oder eine Hinterschneidung auszeichnen. Vor allem eine Hinterschneidung behindert zudem eine Anhebung von anliegenden Baumwurzeln erheblich und verbessert damit die Standfestigkeit eines Baumes insbesondere bei starken Winden.

Allgemein sollten die Erhebungen der vorgenannten Art so dimensioniert sein, dass sie die Baumwurzeln in vertikaler Richtung überragen, zumindest aber die Kontaktbereiche zwischen Baumwurzel und Erhebung nicht nach oben hin begrenzen. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen mit zylinderförmigen Erhebungen ist dies mit einem Aspektverhältnis größer gleich 1 sichergestellt, sofern der Durchmesser der Erhebung entsprechend nach dem des zu erwartenden korrespondierenden Baumwurzelbereichs ausgelegt wurde.

3 zeigt eine Ankerhilfe, umfassend eine Struktur mit mehreren zylinderförmigen Elementen, deren Durchmesser mit zunehmendem Abstand r zum Baumstamm abnehmen. Die Durchmesser, aber auch die Abstände der Erhebungen zueinander (Zwischenräume), entsprechen ungefähr den zu erwartenden Stärken der Baumwurzeln. Um ein vollständiges Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen zwei Elementen durch die Baumwurzeln sicherzustellen, sollte, wie in 3 dargestellt, der ungefähre Abstand zwischen zwei Elementen die Dicke der einwachsenden Baumwurzel möglichst nicht überschreiten.

Die Ankerwirkung der vorgenannten Erhebungen wird ferner durch eine nicht lotrechte, d.h. eine in 2a und b offenbarte leicht geneigte Ausrichtung auf dem Untergrund, vorzugsweise weg vom Baumstamm (vgl. 1) noch verbessert.

Da ein Baum ein mit dem Alter zunehmendes erhebliches Eigengewicht aufweist, muss er bereits bei einer statischen Auslegung eines als Untergrund dienenden Daches mit seiner Größe und seinem Standort berücksichtigt werden. Ferner sind auch erhebliche Momente mit einzukalkulieren, welche ein Baum beispielsweise bei Sturm über seine Wurzeln auf den Untergrund überträgt. Größe und Ausrichtung der Erhebungen können dabei auf den berechneten Standpunkt des Baumes ausgerichtet werden, wobei es sich geradezu anbietet, die Erhebungen im Rahmen der Fertigung, vorzugsweise durch Betonguss, des Daches mit zu fertigen.

Ist eine Bestimmung der Größe und Standort eines Baumes zum Zeitpunkt der statischen Berechnung eines Untergrundes noch nicht möglich oder erforderlich und erfolgt eine Positionierung eines oder mehrerer Bäume erst zu einem späteren Zeitpunkt, bietet sich eine Ankerhilfe mit einer Vielzahl von zylinderförmigen Erhebungen gleicher Größe an. 4a zeigt hierzu eine Ausführungsform, bei der die Erhebungen in einer Reihe und in gleichen Abstand zueinander angeordnet von einer Baumwurzel in Schlangenlinien umwachsen sind. Die von den einzelnen Erhebungen aufzunehmenden Kräfte können anhand an der in 4b dargestellten Modellbetrachtung mit einem Seil 9, welche grundsätzlich für alle Ankerhilfen mit einseitig mit einem umwachsenden zylinderförmigen Erhebungen anwendbar sind, in Abhängigkeit des Umschlingungswinkels &PHgr; abgeschätzt werden. Grundsätzlich reduziert sich eine Kraft F1 durch die Reibung an der Ankerhilfe 2 zu der Kraft F2 zu F1 = F2·e–&mgr;·&PHgr;(1) wobei &mgr; der Reibwert zwischen Ankerhilfe 2 und Baumwurzel 4 respektive Seil 8 ist. Es ist ersichtlich, dass die Kraftübertragung durch eine dreidimensionale Topographie, beispielsweise die eines Zahnrades, oder einer Beschichtung mit einem biokompatiblen Material deutlich erhöhbar ist.

1Untergrund 2Ankerhilfe 3Baum 4Baumwurzel 5Erdreich 6Noppen 7Wulstrand 8Seil

Anspruch[de]
  1. Ankerhilfe (2) für Baumwurzeln (4) auf einem festen, für Baumwurzeln nicht durchdringbaren Untergrund (1), umfassend mindestens eine, mit dem Untergrund fest verbundene Struktur, welche formschlüssig mit einer ein- oder umwachsenden Baumwurzel verwachsbar ist.
  2. Ankerhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mindestens einen Zwischenraum aufweist, welcher durch einer einwachsende Baumwurzel (4) formschlüssig ausfüllbar ist.
  3. Ankerhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur eine dreidimensional strukturierte und/oder eine mit einem biokompatiblen Material beschichtete Oberfläche aufweist.
  4. Ankerhilfe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mindestens eine dreidimensionale Erhebung auf dem Untergrund mit einem Aspektverhältnis größer 1 ist.
  5. Ankerhilfe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mindestens eine Hinterschneidung aufweist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com