<Desc/Clms Page number 1>
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen flächenförmigen elektrisch beheizbaren Belag zu schaffen, der es gestattet, in wirtschaftlicher Weise grosse Flächen zu beheizen. Derartige Beläge sollen nicht nur zur Beheizung von Räumen, Vorrichtungen und maschinellen Einrichtungen dienen, sondern auch zur Eis- und Schneefreihaltung von Dächern und wichtigen Verkehrsflächen, wie verkehrsreichen Strassenkreuzungen, Parkplätzen, Garageneinfahrten, Brücken, Passübergängen usw. Ein für diese Zwecke beheizbarer Belag muss nicht nur widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchungen und Korrosion sein, sondern er muss auch nach seiner Verlegung über lange Zeiten seine Funktion störungsfrei erfüllen. Vor allem muss eine einwandfreie und dauerhafte Isolierung des im Belag eingebauten Heizleiters gegen seine Umgebung gewährleistet sein.
Es sind schon elektrische Heizmatten bekanntgeworden, bei denen sowohl der elektrische Heizkörper als auch die Isolierstofflagen als Gewebe ausgebildet sind, um der Matte eine hohe Flexibilität zu geben. Zur Beheizung von Verkehrsflächen wären derartige Matten deshalb nicht geeignet, weil sie nur eine geringe Druckfestigkeit aufweisen.
Ein flächenförmig elektrisch beheizbarer Belag, der den oben erwähnten Anforderungen weitgehend genügt, wird aber durch die Erfindung geschaffen. Sie bezieht sich auf einen flächenförmig elektrisch beheizbaren Belag. der einen netzförmigen Flächenheizleiter enthält, der beidseitig mit Isolierstoffnetzen bedeckt ist.
Erfindungsgemäss sind die Netze durchgehend in einer korrosionsbeständigen Isolierstoffmasse eingebettet.
Der erfindungsgemässe Aufbau eines beheizbaren Belages bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Die netzförmige Ausbildung des Heizleiters bewirkt, dass der Heizleiter nachgeben kann und nicht beschädigt wird, wenn eine starke Deformation des Belages durch übermässige mechanische Beanspruchungen auftritt. Ausserdem ermöglicht die netzförmige Ausbildung von Heizleiter und Isolierschichten eine einwandfreie Einbettung in eine korrosionsbeständige Isolierstoffmasse. Eine Ablösung von Schichten, wie dies bei Heizleitern, die geschlossene Flächen bilden, auftreten könnte, ist nicht zu befürchten. Schliesslich wird durch die erfindungsgemässe Ausbildung auch die Herstellung des Belages sehr vereinfacht.
Die ausgebreiteten oder ausgespannten Netze (Heizleiter, Isolierstoffnetze) werden übereinandergelegt und mit einer Isolierstoffmasse umgossen, die alle Zwischenräume ausfüllt. Die Dicke der netzförmigen Isolierschichten bestimmt dabei die Mindeststärke der isolierenden Umhüllung. Ohne nennenswerten Mehraufwand kann gleichzeitig mit dem netzförmigen Heizleiter und den netzförmigen Isolierstoffschichten auch noch ein Drahtnetz eingebaut werden, das als Schutzleiter dient und beim Betrieb des Belages geerdet werden kann. Die Seite des erfindungsgemässen Belages, die keine Wärme übertragen soll, kann mit einer wärmedämmenden Schicht, z. B. aufgespritztem Polyurethanschaum, bedeckt werden.
Wegen des einfachen Aufbaues des erfindungsgemässen Belages kann dieser verhältnismässig dünn gehalten werden. Er kann aufgerollt auf Trommeln transportiert werden. Es ist aber auch möglich, den Belag direkt an dem Ort, an dem er gebraucht wird, herzustellen.
Als netzförmige Flächenheizleiter kommen aus Glasfasern oder Kunststoffen gebildete Netze in Frage, die durch eine oberflächliche Bedeckung mit Dispersionen aus Grafit und Kunststoff elektrisch leitend gemacht sind.
Geeignete Kunststoffe für die elektrisch leitende Dispersion sind Polytetrafluoräthylen und Silikonkautschuke. Es
EMI1.1
Polyestern, hergestellt werden.
Als geeignetes Material für die Einbettung haben sich aushärtbare Kunststoffe (Isolierstoffmassen) erwiesen.
Die übereinandergelegten Netze können mit solchen Kunststoffen ausgegossen werden und anschliessend werden diese ausgehärtet. Bewährt haben sich Kunststoffe (Isolierstoffmassen), die auf der Basis von Polyurethanen aufgebaut sind. Diese sind für den vorgesehenen Zweck ausreichend korrosionsbeständig ; sie weisen ein hervorragendes Isolationsvermögen auf und sind mechanisch sehr widerstandsfähig.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. 1 der Zeichnungen zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemässen Belages und lässt Einzelheiten seines Aufbaues erkennen. Fig. 2 zeigt schematisch die Verwendung eines solchen Belages zur Beheizung einer Verkehrsfläche.
Der in Fig. 1 dargestellte Belag hat einen netzförmigen Heizleiter --1-- mit einer Dicke von 0, 6 mm und einer lichten Maschenweite von etwa 5 mm. Der Heizleiter--l-besteht aus einem Glasfasergewebe, das an der Oberfläche durch eine Dispersion aus Polytetrafluoräthylen und Grafit elektrisch leitend gemacht ist. Die Stromzuführung zu dem Heizleiter erfolgt über die seitlich angeordneten Kupferlitzen-2--, die in das Heizleitergebilde eingewoben sind. über und unter dem Heizleiter--1--sind Isolierstoffnetze--3 und 4-angeordnet, die aus Polystyrol hergestellt sind. Diese Schichten weisen im dargestellten Beispiel eine Dicke von 1 mm auf und sind etwas weitmaschiger ausgeführt als der Heizleiter. Auf der Isolierschicht--3--befindet sich ein Drahtnetz--5--, das als Schutzleiter vorgesehen ist.
Die verschiedenen netzartigen Schichten sind in eine aushärtbare Kunststoffmasse --6-- auf der Basis von Polyurethanen eingebettet.
Zwecks Herstellung der Beläge werden die einzelnen netzförmigen Elemente ausgebreitet oder ausgespannt übereinandergelegt und anschliessend wird die ganze Anordnung mit der noch zähflüssigen Kunststoffmasse getränkt. Die Aushärtung der Kunststoffmasse kann vorteilhaft bei erhöhter Temperatur, z. B. 50 C, vorgenommen und durch Druck zusätzlich beschleunigt werden. Die Aufheizung kann mittels des eingebauten
<Desc/Clms Page number 2>
Heizleiters erfolgen ; es kann aber auch der erfindungsgemässe Belag zwischen aufgeheizten Druckplatten einer beschleunigten Aushärtung unterworfen werden. Um zu gewährleisten, dass im Belag keine Hohlräume durch eingeschlossene Gase entstehen, kann es vorteilhaft sein, vor dem Aushärtevorgang den Belag durch Vibratoren mechanischen Schwingungen auszusetzen.
Noch im zähflüssigen Zustand kann die Kunststoffmasse mit einer dünnen Kunststoffolie, z. B. aus
Polyestern, überzogen werden, um die saubere Oberfläche des Belages zu erhalten. Unmittelbar vor Verlegung des erfindungsgemässen Belages kann die Folie wieder entfernt werden. Ein allenfalls erforderliches Beschneiden des
Belages sollte ebenfalls vor einer vollständigen Aushärtung vorgenommen werden.
Jedes einzelne nach Fig. 1 ausgebildete Belagselement ist mit vier Stromzuführungslitzen ausgestattet, die einer Verlängerung der Kupferlitzendrähte --2-- entsprechen. Diese gestatten es, die Belagselemente an das
Stromzuführungskabel anzuschliessen oder untereinander mittels Kerbverbinder elektrisch zusammenzuschliessen.
Ausserdem weisen die Belagselemente Stromausführungen für die als Schutzleiter dienenden Drahtgitter auf.
Fig. 2 zeigt den Einbau eines erfindungsgemässen Belages für eine aufzuheizende Verkehrsfläche. Auf der Unterlage wird zunächst ein Haftbelag--7--aufgebracht, der ebenfalls aus Kunststoffen auf der Basis von Polyurethanen, bestehen kann. über dem Haftbelag--7--ist der beheizbare, z. B. rotgefärbte, Belag--8-- angeordnet. Der Belag--8--wird nun mit dem andersgefärbten Kunststoff --9-- umgossen. Auch für diesen Zweck sind Polyurethane geeignet.
In noch weichem Zustand wird in die Kunststoffdeckmasse harter Splitt--10--, z. B. Quarz oder Korund, eingestreut, der sich in den noch zähflüssigen Kunststoffmassen verankert. Die Menge und Art des eingestreuten Splitts muss den an die Verkehrsflächen gestellten Anforderungen angepasst werden. In die Kunststoffmasse können ausser den Verschleissteilchen an Teilen der Oberfläche auch reflektierende Teilchen eingestreut werden. Damit ist es möglich, auf einfache Weise Verkehrsleitmarkierungen, z. B. Fussgängerüberwege, auf der Verkehrsfläche anzubringen. Nach dem Aushärten des Kunststoffes entsteht ein äusserst verschleissfester Strassenbelag.
Ein besonderer Vorzug der an Hand von Fig. 2 beschriebenen Strassendecke besteht darin, dass diese leicht regeneriert werden kann. Die durch natürliche Abnutzung beschädigte Strassendecke kann durch Ausfüllen mit Kunststoff und Splitt wieder auf die ursprüngliche Stärke gebracht werden. Ist die Beschädigung der Decke so stark, dass die eine andere Färbung aufweisenden erfindungsgemässen Beläge zum Vorschein kommen, so ist dies eine Warnung dafür, dass auch die Heizbeläge beschädigt werden könnten. Der Austausch beschädigter Heizbeläge kann erforderlichenfalls sehr rasch vorgenommen werden.
Die erfindungsgemässen Beläge können für beheizbare Flächen aller Art verwendet werden. Sie können unter Verschleissdecken von Strassen eingebaut werden, die aus Betonschichten bestehen oder auch unter solche, die aus Bitumen hergestellt werden. Auch für beheizbare Flächen, die mit Klinkerplatten abgedeckt werden sollen, ist der erfindungsgemässe Belag geeignet.
Strassendecken aus Polyurethan mit eingestreutem Splitt haben sich jedoch wegen ihrer langen Lebensdauer besonders bewährt. Neben einer guten Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Widerstandsfähigkeit erweist sich in vielen Fällen die gute Beständigkeit der Polyurethane gegen ultraviolette und infrarote Strahlen als wertvolle Eigenschaft. Polyurethan ist auch undurchlässig gegenüber Gasen, Dämpfen und Wasser. Bei Verwendung von Polyurethanen für Strassendecken auf Brücken erübrigt sich dadurch eine besondere Isolierung des Brückentragwerkes. Ein weiterer Vorzug der Polyurethane ist ihre gute Temperaturbeständigkeit ; sie zeigen im Temperaturbereich von minus 30 bis plus 60 C kaum eine Veränderung ihrer Eigenschaften. Polyurethane haften auch sehr gut auf gleichartigen und andern Werkstoffen, wie Holz, Stahl, Beton usw.
Die Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Beläge ist sehr vielseitig. Ausser für die Beheizung von Verkehrsflächen können sie z. B. auch für die Beheizung von Dächern, von Schwimmbädern sowie von Innenräumen verwendet werden. Die erfindungsgemässen Beläge können mit geringer Dicke hergestellt weiden und gestatten wegen ihrer geringen Wärmekapazität eine kurze Ansprechzeit für Temperaturfühler und Heizung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flächenförmig elektrisch beheizbarer Belag, der einen netzförmigen Flächenheizleiter enthält, der
EMI2.1