DE102019125182A1

DE102019125182A1 - Plattenartig ausgebildetes Flächenheizsystem

Info

Publication number: DE102019125182A1
Application number: DE102019125182.6A
Authority: DE
Inventors: Steffen Lorenz
Original assignee: Stl Boden+design GmbH; Stl Boeden Design GmbH
Current assignee: Stl Boden+design GmbH; Stl Boeden Design GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2020-03-19
Also published as: EP3626886A1

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein plattenartig ausgebildetes Flächenheizsystem bereitzustellen, das für den Einsatz im Freien oder außerhalb von Gebäuden und somit in von Witterung und/oder Niederschlag ungeschützten Bereichen geeignet ist. Insbesondere soll das Flächenheizsystem dazu vorgesehen sein, auf Wegen, Treppen und Fahrbahnen sowie anderen Verkehrswegen angeordnet zu werden, um diese eis- und schneefrei zu halten. Dazu soll das Flächenheizsystem auftretenden mechanischen Fahrbahnbeanspruchungen sowie Witterungseinflüssen standhalten. Weiterhin soll eine entsprechende Haftung der Reifen auf der Oberfläche ermöglicht werden. Das Flächenheizsystem soll schnell auf auftretende Änderungen der Witterungsverhältnisse reagieren können. Insgesamt soll ein energieeffizienter Betrieb des Flächenheizsystems möglich sein.Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) für die Verwendung in von Witterung und/oder Niederschlag ungeschützten Bereichen, umfassend ein Flächenheizelement (1) aus einem Verbundmaterial (1) umfassend Kunststoff mit einem darin angeordnetem, flächig ausgebildetem elektrischem Heizelement (4) und einem mit dem elektrische Heizelement verbundenen elektrischen Anschluss (5), wobeidass auf einer der Außenflächen des plattenartigen Flächenheizelementes (1) mindestens eine Beschichtung (6, 7) aus einem harten, zug- und abriebfesten sowie elastischen Polymer angeordnet ist. Verfahren zur Herstellung eines plattenartig ausgebildeten Flächenheizmoduls (9), wobei auf ein plattenartig ausgebildetes Flächenheizelement (1) zumindest eine Schicht (6) oder eine erste Schicht (6) des harten, zug- und abriebfesten sowie elastischen Polymer aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt wird. Flächenheizsystem (2) unter Verwendung von Flächenheizmodulen (9), wobei die Flächenheizmodule an Anlegeseiten anliegend und/oder beabstandet aneinander reihbar oder anlegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein plattenartig ausgebildetes Flächenheizsystem für die Verwendung im Freien, also in von Witterung und/oder Niederschlag ungeschützten Bereichen.
Plattenartig ausgebildete Flächenheizsysteme sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein plattenartig ausgebildetes Flächenheizsystem bereitzustellen, das für den Einsatz im Freien oder außerhalb von Gebäuden und somit in von Witterung und/oder Niederschlag ungeschützten Bereichen geeignet ist. Insbesondere soll das Flächenheizsystem dazu vorgesehen sein, auf Wegen, Treppen, Brücken und Fahrbahnen sowie anderen Verkehrswegen angeordnet zu werden, um diese eis- und schneefrei zu halten. Dazu soll das Flächenheizsystem auftretenden mechanischen Fahrbahnbeanspruchungen sowie Witterungseinflüssen standhalten. Weiterhin soll eine entsprechende Haftung der Reifen oder der Schuhe von Fußgängern auf der Oberfläche ermöglicht werden. Das Flächenheizsystem soll schnell auf auftretende Änderungen der Witterungsverhältnisse reagieren können. Insgesamt soll ein energieeffizienter Betrieb des Flächenheizsystems möglich sein.
Die Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein plattenartig ausgebildetes Flächenheizelement für die Verwendung im Freien also in von Witterung und/oder Niederschlag ungeschützten Bereichen, bestehend aus einem Verbundmaterial aus Kunststoff mit darin angeordnetem, flächig ausgebildetem elektrischem Heizelement und einem damit verbundenen elektrischen Anschluss.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der nach oben weisenden oder auf der der Verkehrswegoberfläche oder dem Verkehrswegbauteil gegenüberliegenden Außenflächen oder Außenseite als Verkehrswegseite des plattenartigen und/oder flächenhaften Flächenheizelementes mindestens eine Beschichtung aus einem harten, zug- und abriebfesten sowie elastischen Polymer angeordnet ist. Das harte, zug- und abriebfeste sowie elastischen Polymer ist mit dem Flächenheizelement so verbunden, dass horizontale Kräfte also Scherkräfte auf das Flächenheizelement übertragen werden. Die Härte des elastischen Polymers bezieht sich hierbei auf die Shore-Härte, die den Widerstand des Materials gegen das Eindringen von Objekten angibt. Die Beschichtung wird Teil des Flächenheizelementes. Daher wird das mit der Beschichtung versehene Flächenheizelement im Weiteren als Flächenheizmodul bezeichnet.
Ein Flächenheizelement ist beispielsweise eine aus Prepreg hergestellte Verbundplatte mit elektrischem Heizelement.
Die harte, zug- und abriebfeste sowie elastischen Polymerbeschichtung sorgt für einen mechanischen Schutz des in das Flächenheizelement eingebetteten elektrischen Heizelementes. Damit ist das elektrische Heizelement vor Beschädigungen oder gar Zerstörung geschützt. Zugleich wird mit der Polymerbeschichtung eine den Anforderungen gerecht werdende, dauerhafte Verkehrswegoberfläche wie beispielsweise eine Fahrbahn- oder Gehwegoberfläche beziehungsweise Verkehrswegoberfläche bereitgestellt. Durch die besonders harte, zug- und abriebfeste und zugleich elastische Beschichtung ist nur eine geringe Überdeckungsschichtstärke des elektrischen Heizelementes erforderlich. Demzufolge wird die Wärme unmittelbar unter die Fahrbahn- beziehungsweise Gehwegoberfläche eingebracht. Damit wird eine kurze Reaktionszeit des Flächenheizsystems ermöglicht. Zugleich werden somit die Wärmeverluste reduziert und damit eine effiziente Wärmeversorgung der Fahrbahn- oder Gehwegoberfläche beziehungsweise Verkehrswegoberfläche realisiert.
Es können auch mehrere Schichten auf das Flächenheizelement aufgebracht sein, wobei mindestens eine Schicht aus einem entsprechenden Polymer besteht. Bevorzugt werden zwei Polymerbeschichtungen aufgetragen.
Bevorzugt ist die Polymerbeschichtung 1 bis 7 mm, bevorzugt 1,5 bis 3 mm stark, besonders bevorzugt 2 bis 2,5 mm oder 4 bis 5,5 mm, um ausreichenden Schutz des Flächenheizelementes durch einen entsprechenden Abstand zu erreichen. Weiterhin lassen sich bei entsprechender Dicke unterschiedliche Körnungen des Granulates einsetzten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen offenbart.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in die Beschichtung ein Granulat eingebettet ist. Entsprechend werden vorzugsweise zwei elastische Polymerbeschichtungen aufgebracht, zwischen denen das Granulat platziert oder angeordnet ist. Das Granulat wird somit vollständig vom Polymer umschlossen und ist darin fixiert. Das eingebettete Granulat sorgt für eine raue Oberfläche und damit für eine Griffigkeit der Fahrbahn. Entsprechend wird der Schlupf erheblich reduziert. Bevorzugt werden als Granulat entsprechend zerkleinertes Glas, Granit oder andere Mineralien, Schlacken, wie Chrom-Erz-Schlacken und andere harte Werkstoffe oder Materialien mit eine Korngröße von 0,1 bis 5 mm, bevorzugt 0,1 bis 3 mm verwendet. Durch das zwischen Granulat und dem Flächenheizelement angeordnete Polymer einer zumindest ersten Schicht wird das elektrische Heizelement vor Beschädigungen geschützt. Die Überdeckung des Granulats sorgt dafür, dass sich dieses durch mechanische Beanspruchungen aufgrund der hohen Zugfestigkeit des Polymer nicht vom Flächenheizelement lösen kann.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass das auf die auf die Beschichtung aufgetragen ist, wodurch die Rutschhemmung verbessert wird.
Indem auf oder über dem Granulat eine Versiegelung aufgetragen ist, wird die Haftung und Abriebsfestigkeit verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das harte, zug- und abriebfeste sowie elastische Polymer aus (mindestens) zwei miteinander reagierenden Komponenten herstellbar. Durch das Mischungsverhältnis der Komponenten können die Eigenschaften des Polymers entsprechend der geforderten Eigenschaften eingestellt werden. Weitere Komponenten können insbesondere Verzögerer und Beschleuniger sein, die das Abbinden verzögern beziehungsweise beschleunigen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das harte, zug- und abriebfeste sowie elastische Polymer eine Zugfestigkeit von mindestens 19 N/mm², von mindestens 21 N/mm², eine Shore A-Härte von mindestens 85, bevorzugt von mindestens 92, eine Shore D-Härte von mindestens 37, von mindestens 42, eine statische Rissüberbrückung von A5 bei 23 Grad C und eine dynamische Rissüberbrückung von B 4.2 bei -10 Grad C aufweist. Polymerbeschichtungen mit den genannten Materialeigenschaften sind besonders bevorzugt geeignet, eine Beschichtung mit vorteilhaften Eigenschaften für die Ausbildung eines im Sinne der Erfindungsaufgabe bevorzugten Flächenheizsystems bereitzustellen.
Einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung entsprechend ist vorgesehen, dass das flächig ausgebildete, elektrische Heizelement ein textiles Heizelement als linien- und/oder flächenförmiges Gebilde ist. Das textile Heizelement weist eine gewisse Elastizität auf, die in einem gewissen Maße mechanische Beanspruchungen toleriert. Damit kann die Stärke der Polymerbeschichtungen reduziert werden, was sich vorteilhaft auf die Reaktionszeit des Flächenheizsystems und somit auf die Energieeffizienz sowie auf die Kosten auswirkt.
Einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung entsprechend ist vorgesehen, dass das plattenartige Flächenheizelement ein aus Prepreg-Halbzeugen gefertigtes Verbundsystem ist. Hierzu sind beiderseits des elektrischen Heizelementes aus Prepreg-Halbzeugen gefertigte Platten angeordnet, wobei die Herstellung der Platten bevorzugt zeitgleich unter Einbettung des elektrischen Heizelementes erfolgt. Alternativ können auch zwei, aus Prepreg-Halbzeugen gefertigte, ausgehärtete Platten miteinander verklebt werden, wobei das elektrische Heizelement zwischen den Platten angeordnet ist. Ebenso kann vom elektrischen Heizelement isoliert im aus Prepreg hergestellten Verbundsystem zumindest eine Abschirmung bzw. zumindest ein eingebetteter Potentialausgleich vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines plattenartig ausgebildeten Flächenheizsystems mit mindestens einer Polymerbeschichtung gemäß der in den Ansprüchen 1 bis 6 dargelegten Ausführungen. Dazu ist vorgesehen, dass auf das plattenartig ausgebildete Flächenheizelement zumindest eine Schicht bzw. eine erste Schicht aus hartem, zug- und abriebfestem sowie elastische Polymer aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt wird. Bei der Beschichtung durch Aufspritzen und Aufsprühen werden beide Komponenten miteinander vorab, beispielsweise in der Düse gemischt. Ebenso können beide Komponenten separat aufgespritzt beziehungsweise aufgesprüht oder zumindest separat einer Düse zugeführt werden, so dass die Vermischung während des Aufspritzens beziehungsweise Aufsprühens oder in der Düse erfolgt.
Vorzugsweise kommen für eine bessere Haftung des Polymers ein Kleber oder Haftvermittler zum Einsatz, welche vor den Aufbringen oder Auftragen des Polymers auf das Flächenheizelement aufgebracht oder aufgetragen wird.
Beim Aufwalzen beziehungsweise Aufkleben der Polymerbeschichtung wird vorab aus dem Polymer ein Flächengebilde als Polymerschicht gefertigt, so dass dieses gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung und/oder unter Verwendung eines Haftvermittlers oder Klebers auf das Flächenheizelement aufgewalzt beziehungsweise aufgeklebt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass zwei Polymerschichten aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt werden und in oder auf die zweite Polymerschicht zumindest ein Granulat gleichzeitig mit der zweiten Schicht aufgespritzt oder aufgesprüht wird.
Weiterhin ist es gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Herstellungsverfahrens vorgesehen, dass nach dem Aufbringen der der zumindest einen Polymerschicht oder jeweils obersten Polymerschicht nachfolgend zumindest ein Granulat aufgespritzt oder aufgesprüht oder auftragen wird.
Anschließend wird jeweils nachfolgend oder unmittelbar darauffolgend oder parallel eine weitere oder zweite Schicht oder eine Versiegelung aus einem harten, zug- und abriebfestem Polymer aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt wird.
Alternativ kann auch eine zweite oder weitere Schicht als Deckschicht oder die Versiegelung aus einem anderen Material aufgebracht werden. Durch die so realisierte Einbettung des Granulats wird eine (harte) Rauhigkeit der Oberfläche des Flächenheizsystems realisiert, die eine Griffigkeit an der Oberfläche ermöglicht. Die zweite Polymerschicht kann in derselben Weise wie die erste Polymerschicht aufgebracht werden. Beide Beschichtungen können dabei gleiche oder auch abweichende Eigenschaften aufweisen. Das Aufbringen der zweiten Schicht kann dabei quasi zeitgleich mit dem Aufbringen des Granulates erfolgen, so dass dieses sofort eingebettet wird. Ebenso ist es möglich, dass die zweite Schicht in zwei Phasen aufgebracht wird - eine unmittelbar vor dem Aufbringen des Granulates, so dass dieses in das nicht vollständig ausgehärtete Polymer eindringt und somit fixiert wird und in einer zweite Phase, die die Abdeckung des Granulates mit dem Polymer gewährleistet.
Indem zumindest eine erste und zweite oder weitere Schichten aus zumindest einem harten, zug- und abriebfestem sowie elastischen Polymer sowie das zumindest eine Granulat auf eine neutrale Fläche oder Hilfsfläche als Polymerschicht ablösbar aufgetragen werden und anschließend Polymerschicht auf das plattenartig ausgebildete Flächenheizelement aufgetragen oder aufgeklebt wird, lassen sich beliebige große Beschichtungsflächen automatisiert herstellen schaffen, welche bedarfsgerecht geteilt, zugeschnitten und weiterverarbeitet werden können.
oder dass das jeweilige Flächenheizelement zunächst auf eine Verkehrswegoberfläche Verkehrswegbauteil aufgebracht wird und anschließend die jeweiligen Schichten aus zumindest einem harten, zug- und abriebfestem sowie elastischen Polymer sowie das zumindest eine Granulat mit oder ohne Versiegelung aufgetragen werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Flächenheizsystem, das auf den Merkmalen des beschriebenen Flächenheizmoduls basiert, wobei die Flächenheizmodule an Anlegeseiten anliegend und/oder beabstandet aneinander reihbar oder anlegbar sind.
Das erfindungsgemäße Flächenheizsystem ist dazu vorgesehen, auf die Verkehrswegoberfläche oder auf oder als Verkehrswegbauteil, beispielsweise auf oder an einer Platte oder einem Flächenelement aus beliebigen Materialen, wie beispielsweise Gehwegplatten oder Komponenten von Ingenieurbauwerken, die damit den Untergrund oder die Gründung oder den Unterbau für das Flächenheizsystem bilden, aufgeklebt oder anderweitig befestigt zu werden. Damit können Verkehrswege für Fußgänger und Fahrzeuge gleichermaßen ausgerüstet werden. So lassen sich öffentliche und auch private Bereiche wie Gehwege, Treppen, Brücken oder Einfahrten oder Fahrwege oder Straßen bzw. Straßenabschnitte mit dem erfindungsgemäßen Flächenheizsystem ausrüsten. Dabei können bestehende Gehwege oder Einfahrten oder Fahrwege oder Straßen bzw. Straßenabschnitte mit dem Flächenheizsystem ausgerüstet oder ergänzt werden. Es ist jedoch auch ein Neubau oder ein Umbau von Gehwegen oder Einfahrten oder Fahrwege oder Straßen bzw. Straßenabschnitte usw. mit den Verkehrswegbauteilen, wie beispielsweise einer Platte oder einem Flächenelement. Auch in oder auf Grundstücken ist der Einsatz möglich.
Als Verkehrswegoberfläche kommen jegliche Bestandsoberflächen, unabhängig davon, ob diese beispielsweise asphaltiert oder betoniert oder mittels Pflaster oder anderen Steinen gesetzt sind oder aus Metall und/oder Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff bestehen oder Metall oder Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff umfassen, in Betracht.
Als Verkehrswegbauteil sind insbesondere flächige Bauelemente oder Bauteile oder Komponenten zu verstehen, welche im Straßenbau oder Wegebau Verwendung finden oder finden können, die Straßenoberfläche oder Gehwegoberfläche oder Verkehrswegoberfläche zu bilden. Dies können Gehwegplatten aus Beton oder Naturstein oder ähnlichem, Metallplatten, Kunststoffplatten, Verbundwerkstoffplatten oder andere für die Bildung der Straßenoberfläche oder Gehwegoberfläche oder Verkehrswegoberfläche flächig ausgeprägte Bauelemente oder Bauteile oder Komponenten sein.
Zusätzlich können zur Steuerung der Heizleistung des Heizelementes eine Schalteinheit und an der Oberfläche des Flächenheizmoduls ein Eismelder beziehungsweise Schneemelder und/oder ein Temperaturfühler angeordnet sein. Damit wird ein bedarfsgerechter und somit energiesparender Betrieb des Flächenheizsystems mit einem einzelnen Flächenheizmodul beziehungsweise einer Kette von Flächenheizmodulen ermöglicht.
Indem eine Kontaktierung oder elektrische Verbindung der aneinander anreihbaren oder anlegbaren Flächenheizmodule untereinander an den Anlegeseiten oder an den seitlichen Außenseiten vorhanden ist, wird die Verlegung der Flächenheizmodule sowie die elektrische Kopplung vereinfacht und für jedermann ohne besonderes Fachwissen ermöglicht.
In einer Weiterbildung sind die zueinander weisenden Anlegeseiten zueinander komplementär ausgebildet sind und/oder eine Anlegeseite des Flächenheizmoduls eine kreisbogenförmig konkave oder eine kreisbogenförmig konvexe Form während die jeweils andere Anlegeseite des Flächenheizmoduls eine kreisbogenförmig konvexe oder eine kreisbogenförmig konkave Form aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Anlegeseite des Flächenheizmoduls eine kreisbogenförmig konkave und/oder eine kreisbogenförmig konvexe Form aufweist.
Anlegeseiten sind hierbei die Seiten des jeweiligen Flächenheizmoduls, die bei der Aneinanderreihung von Flächenheizmodulen zur Bildung einer beheizbaren Fahrspur zur Anlage des nächstfolgenden Flächenheizmoduls vorgesehen sind. Durch Ausbildung der Anlegeseiten mit konkaver beziehungsweise konvexer Kontur in Kreisbogenform kann die beheizbare Fahrspur mit Kurven unterschiedlicher Radien erstellt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1a und 1b den Schichtenaufbau eines Flächenheizsystems bzw. eines Flächenheizmoduls,
2 ein Flächenheizmodul mit konkaver und konvexer Anlegeseite,
3 eine mit rechteckigen Flächenheizmodulen erstellte Doppelfahrspur als Flächenheizsystem,
4 eine mit unterschiedlichen Flächenheizmodulen erstellte Doppelfahrspur mit Kurvenverlauf als Flächenheizsystem,
5 einen Kurvenverlauf einer Doppelfahrspur mit Flächenheizmodulen, wobei die Anlageseiten konkav -konvex ausgebildet sind,
6 einen Kurvenverlauf einer Doppelfahrspur mit Flächenheizmodulen, wobei die Anlageseiten geradlinig ausgebildet sind und
7 eine mit unterschiedlichen Flächenheizmodulen erstellte Doppelfahrspur mit Kurvenverlauf mit dargestellten elektrischen Verbindungen.

Die 1a zeigt den Schichtenaufbau eines erfindungsgemäßen Flächenheizsystems. Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Flächenheizelement 1 das hier aus zwei Prepreg-Halbzeugen erstellen Platten besteht. Zwischen den Platten ist das elektrische Heizelement 4 angeordnet. Dabei wird das elektrische Heizelement 4 von den beiden aus Prepreg-Halbzeugen erstellten Plattenverbund eingeschlossen und ist damit gegenüber Witterungseinflüssen unempflindlich.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf dieses Flächenheizelement 1 auf der Verkehrsfläche zugewandten Seite bzw. auf der der Verkehrswegoberfläche 3 oder dem Verkehrswegbauteil 3 gegenüberliegenden Außenfläche mindestens eine Beschichtung 6, 7 aus einem harten, zug- und abriebfesten Polymer angeordnet ist.

Hier sind zwei Polymerbeschichtungen 6, 7 vorgesehen. Die Polymere 6, 7 werden durch die Mischung von zwei Komponenten hergestellt. Beispielsweise werden die vermischten Komponenten auf das Flächenheizelement 1, 4aufgespritzt. Die Elastische Polymerbeschichtungen 6, 7 weisen dabei eine hohe Shore-Härte auf und sind zugleich elastisch. Die Elastische Polymerbeschichtung 6, 7 weist dabei beispielsweise folgende Technische Daten auf:

Eigenschaft	Standard	Einheit	Wert
Shore A	DIN 53505	-	92
Shore D	DIN 53505	-	42
Zugfestigkeit	DIN 53504	N/mm²	21
Brandverhalten	EN 13501-1		C_FLs1
Betriebstemperatur		°C	-45 - 90
Abrieb nach Taber	DIN 53516	mg	140
Statische Rissüberbrückung	EN 1062-7 (A)		A5 (23°C)
Dynamische Rissüberbrückung	EN 1062-7 (B)		B4,2(-20°C)

Damit ist die elastische Polymerbeschichtung 6, 7 als Verkehrswegdecke für die Anwendung außerhalb von Gebäuden besonders geeignet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, in die elastische Polymerbeschichtung 6, 7 ein Granulat 8 einzubetten. Damit wird die Griffigkeit der Oberfläche des Flächenheizsystems erhöht und damit der Schlupf verringert. Dadurch, dass das Granulat 8 vollständig von der elastischen Polymerbeschichtung 6, 7 umschlossen ist, wird es von dieser in seiner Lage gehalten und aufgrund der Zugfestigkeit ein Herauslösen aus der elastische Polymerbeschichtung 6, 7 vermieden. Damit ist eine hohe Standzeit bei den bestimmungsgemäß auftretenden hohen Beanspruchungen, insbesondere beim Anfahren und Bremsen, gewährleistet. Die dargestellten elastischen Polymerbeschichtungen 6, 7 mit dem darin eingebettetem Granulat 8 wurden auf nachfolgend beschriebene Weise hergestellt. Zunächst wurde eine erste elastische Polymerschicht 6 auf die Deckplatte Flächenheizelementes 1, 4 aufgesprüht. Kurz vor dem vollständigen Aushärten der ersten elastische Polymerschicht 6 wurde das Granulat 8 auf die erste elastische Polymerschicht 6 aufgebracht, so dass sich das Granulat 8 an der Oberfläche etwas eindrückt und so fixiert wird. Nachfolgend wird die zweite elastische Polymerschicht 7 aufgesprüht, die das Granulat 8 vollständig „abdeckt“ und somit umschließt. Damit ist die Lagefixierung des Granulats 8 begünstigt.
Das erfindungsgemäße Flächenheizmodul 9 gemäß der 2 bis 7 ist dazu vorgesehen, auf die Fahrbahnoberfläche, die damit die Verkehrswegoberfläche 3 für das Flächenheizsystem 2 bildet, aufgeklebt zu werden.
In Abweichung zur 1a ist in 1b dargestellt, dass auf das Flächenheizelement 1 auf der Verkehrsfläche zugewandten Seite bzw. auf der der Verkehrswegoberfläche 3 oder dem Verkehrswegbauteil 3 gegenüberliegenden Außenfläche zwei Beschichtungen 6 als Polymerbeschichtung 6 unterschiedlicher Dicke aus einem harten, zug- und abriebfesten Polymer, wie es oben bereits beschrieben ist, angeordnet ist. Die untere dem Flächenheizelement 1 zugewandte Beschichtung 6 ist etwa dreimal bis viermal so dick wie die darüber liegende zweite Beschichtung 6. In bzw. auf diese zweite Beschichtung 6 ist ein Granulat 8 aufgespritzt oder aufgesprüht. Damit wird wie oben dargestellt, die Griffigkeit der Oberfläche des Flächenheizsystems erhöht und damit der Schlupf verringert. Zusätzlich ist das Granulat 8 von einer Versiegelung 13 verschlossen, welche von einem andern Polymer gebildet ist und auf bzw. über das Granulat gespritzt ist bzw. wird. Dadurch, dass das Granulat 8 im Wesentlichen vollständig von der Versiegelung 13 umschlossen ist, wird es von dieser zusätzlich in seiner Lage gehalten und aufgrund der Zugfestigkeit ein Herauslösen aus der elastische Polymerbeschichtung 6, 7 vermieden. Damit ist eine hohe Standzeit bei den bestimmungsgemäß auftretenden hohen Beanspruchungen, insbesondere beim Anfahren und Bremsen, gewährleistet.
Die beiden dargestellten elastischen Polymerbeschichtungen 6 mit dem darin bzw. darüber liegenden Granulat 8 wurden auf nachfolgend beschriebene Weise hergestellt. Zunächst wurde eine erste elastische Polymerschicht 6 auf die Deckplatte Flächenheizelementes 1, 4 aufgesprüht. Nach dem Aushärten der ersten elastischen Polymerschicht 6 wurde die zweite elastische Polymerschicht 6 sowie simultan das Granulat 8 auf die erste elastische Polymerschicht 6 aufgebracht, so dass sich das Granulat 8 an der Oberfläche etwas eindrückt und so fixiert wird. Nachfolgend wird die Versiegelung 13 aufgesprüht, die das Granulat 8 im Wesentlichen vollständig „abdeckt“ und somit umschließt. Damit wird die Lagefixierung des Granulats 8 begünstigt.
Das erfindungsgemäße Flächenheizmodul 9 gemäß der 2 bis 7 ist dazu vorgesehen, auf die Fahrbahnoberfläche, die damit die Verkehrswegoberfläche 3 für das Flächenheizsystem 2 bildet, aufgeklebt zu werden.
Dabei kann die Beschichtung 6, 7 bereits auf dem Flächenheizelement 1 aufgebracht und damit vorhanden sein oder erst nach dessen Montage auf der Verkehrswegoberfläche 3 auf das Flächenheizelement aufgebracht werden.
In 2 ist ein Flächenheizmodul 9 mit konkaver und konvexer Anlegeseite 12 gezeigt. Die linke Anlegeseite 12 ist hier kreisbogenförmig konkav und die rechte Anlegeseite 12 kreisbogenförmig konvex ausgebildet. Damit korrespondieren kreisbogenförmig konkave und kreisbogenförmig konvexe Anlegeseiten 12 miteinander, so dass, wie in 4 und 5 gezeigt, kurvenförmige Fahrspuren unterschiedlicher Radien durch die entsprechend ausgebildeten Flächenheizmodule 9 realisiert werden können.
Die 3 zeigt eine mit rechteckigen Flächenheizmodulen 9 erstellte Doppelfahrspur. In einem Flächenheizmodul 9 ist ein Eismelder 10 beziehungsweise Schneemelder 10 sowie ein Temperaturfühler 11 angeordnet. Damit kann der Heizbedarf ermittelt werden. Über eine Schalteinheit (nicht dargestellt) kann die Heizleistung der elektrischen Heizelemente 4 bei Bedarf zugeschaltet werden. Damit wird ein energieeffizienter Betrieb des Flächenheizsystems 2 möglich. Hier sind der Eismelder 10 beziehungsweise Schneemelder 10 in einer Aussparung des Flächenheizmoduls 9 angeordnet. Der Temperaturfühler 11 ist auf der bzw. in der Oberfläche der zweiten oder weiteren Schicht 7 platziert.
In 4 ist eine mit unterschiedlichen Flächenheizmodulen 9 erstellte Doppelfahrspur mit Kurvenverlauf dargestellt. Durch die kreisbogenförmig konkav und kreisbogenförmig konvex ausgebildeten Anlegeseiten 12 der Flächenheizmodule 9 können Kurvenverläufe mit unterschiedlichen Radien realisiert werden. Gleichfalls sind, wie in 3, Eismelder 10 beziehungsweise Schneemelder 10 sowie Temperaturfühler 11 zur Steuerung der Heizleistung vorgesehen.
Die 5 zeigt ein Flächenheizsystem 2 mit Flächenheizmodulen 9 realisierten Kurvenverlauf einer Doppelfahrspur. Hier sind die einander gegenüberliegenden Anlageseiten 12 der Flächenheizmodule 9 jeweils einmal kreisbogenförmig konkav und einmal kreisbogenförmig konvex ausgebildet, wobei die konkaven und konvexen Formen miteinander korrespondieren. Mit derartig ausgebildeten Flächenheizmodulen 9 lassen sich sowohl geradlinige Verläufe als auch Kurvenverläufe unterschiedlicher Radien realisieren.
Die 6 zeigt zum Vergleich einen aus 5 bekannten Doppelfahrspurkurvenverlauf, wobei die Anlageseiten der Flächenheizmodule 9 hier geradlinig ausgebildet sind.
In 7 sind an dem Verlauf der 4 unterschiedliche Kontaktierungen 5, elektrische Verbindung 5 und elektrische Anschlüsse 5 zu den sowie zwischen den jeweiligen Flächenheizmodulen 9 des Flächenheizsystems 2 dargestellt. Hierfür sind aus den Flächenheizelementen 1 entsprechende Anschlüsse herausgeführt, die jeweils über witterungsbeständige Verbinder verfügen und die einzelnen Flächenheizelemente 1 der Flächenheizmodule 9 elektrisch verbinden.
Die erfindungsgemäße Flächenheizmodule 9 gemäß der 2 bis 7 lassen sich alternativ auf Verkehrswegbauteile 3 aufbringen. So lassen beispielsweise Gehwegplatten mit den Flächenheizmodulen 9 ausstatten, die dann entsprechend auf an sich bekannte Weise verlegt und anschließend elektrisch verbunden werden. Zudem lassen sich in zumindest einer dieser Verkehrswegbauteile 3 ein Schneemelder 10 sowie ein Temperaturfühler 11 anordnen. So lassen sich Wege errichten, die eine Eisfreiheit oder Schneefreiheit ermöglichen.
Bezugszeichenliste

1 -: Flächenheizelement, aus einem Prepreg-Halbzeug gefertigtes Verbundmaterial
2 -: Flächenheizsystem
3 -: Verkehrswegoberfläche, Verkehrswegbauteil
4 -: Heizelement des Flächenheizelementes, elektrisches Heizelement, textiles Heizelement
5 -: Kontaktierung, elektrische Verbindung, elektrischen Anschluss
6 -: elastische Polymerbeschichtung, erste Schicht, Beschichtung
7 -: elastische Polymerbeschichtung, zweite Schicht, Beschichtung
8 -: Granulat
9 -: Flächenheizmodul
10 -: Eismelder, Schneemelder
11 -: Temperaturfühler
12 -: Anlegeseite
13 -: Versiegelung

Claims

Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) für die Verwendung in von Witterung und/oder Niederschlag ungeschützten Bereichen, umfassend ein Flächenheizelement (1) aus einem Verbundmaterial (1) umfassend Kunststoff mit einem darin angeordnetem, flächig ausgebildetem elektrischem Heizelement (4) und einem mit dem elektrische Heizelement verbundenen elektrischen Anschluss (5), dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Außenflächen des plattenartigen Flächenheizelementes (1) mindestens eine Beschichtung (6, 7) aus einem harten, zug- und abriebfesten sowie elastischen Polymer angeordnet ist.
Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf die Beschichtung (6, 7) zumindest ein Granulat (8) eingebettet oder aufgetragen ist.
Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder über dem Granulat (8) eine Versiegelung (13) aufgetragen ist.
Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das harte, zug- und abriebfeste sowie elastischen Polymer aus zumindest zwei miteinander reagierenden Komponenten herstellbar ist.
Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das harte, zug- und abriebfeste sowie elastischen Polymer eine Zugfestigkeit von mindestens 19 N/mm² , eine Shore A-Härte von mindestens 85, eine Shore D-Härte von mindestens 37, eine statische Rissüberbrückung von A5 bei 23 Grad C und eine dynamische Rissüberbrückung von B 4.2 bei -10 Grad C aufweist.
Plattenartig ausgebildetes Flächenheizmodul (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das flächig ausgebildete elektrische Heizelement (4) ein textiles Heizelement (4) ist und/oder dass das plattenartige Flächenheizelement (1) ein aus Prepreg-Halbzeugen gefertigtes Verbundsystem ist.
Verfahren zur Herstellung eines plattenartig ausgebildeten Flächenheizmoduls (9) mit mindestens einer elastischen Polymerbeschichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein plattenartig ausgebildetes Flächenheizelement (1) zumindest eine Schicht (6) oder eine erste Schicht (6) des harten, zug- und abriebfesten sowie elastischen Polymer aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schichten (6) aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt werden und in oder auf die zweite Schicht (6) zumindest ein Granulat (8) gleichzeitig mit der zweiten Schicht aufgespritzt oder aufgesprüht wird oder dass auf die zumindest eine Schicht oder jeweils oberste Schicht (6) nachfolgend zumindest ein Granulat (8) aufgespritzt oder aufgesprüht oder auftragen wird und dass weiter nachfolgend oder unmittelbar parallel zumindest eine weitere oder zweite Schicht (7) oder eine Versiegelung (13) aus einem harten, zug- und abriebfestem sowie elastischen Polymer auf die zumindest erste Schicht (6) aufgespritzt, aufgesprüht, aufgewalzt oder aufgeklebt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste (6) und zweite (7) oder weitere Schichten aus zumindest einem harten, zug- und abriebfestem sowie elastischen Polymer sowie das zumindest eine Granulat (8) auf eine neutrale Fläche oder Hilfsfläche als Polymerschicht ablösbar aufgetragen werden und anschließend Polymerschicht auf das plattenartig ausgebildete Flächenheizelement (1) aufgetragen oder aufgeklebt wird oder dass das jeweilige Flächenheizelement (1) zunächst auf eine Verkehrswegoberfläche (3) Verkehrswegbauteil (3) aufgebracht wird und anschließend die jeweiligen Schichten (6, 7) aus zumindest einem harten, zug- und abriebfestem sowie elastischen Polymer sowie das zumindest eine Granulat (8) mit oder ohne Versiegelung (13) aufgetragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufspritzen, Aufsprühen, Aufwalzen der ersten Schicht des harten, zug- und abriebfesten sowie elastischen Polymer oder dem Auftragen oder Aufkleben der Polymerschicht auf das plattenartig ausgebildete Flächenheizelement (1) ein Kleber oder Haftvermittler aufgebracht wird.
Flächenheizsystem (2) unter Verwendung von Flächenheizmodulen (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizmodule (9) an Anlegeseiten anliegend und/oder beabstandet aneinander reihbar oder anlegbar sind.
Flächenheizsystem (2) nach der Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander weisenden Anlegeseiten zueinander komplementär ausgebildet sind und/oder eine Anlegeseite (12) des Flächenheizmoduls (9) eine kreisbogenförmig konkave und/oder eine kreisbogenförmig konvexe Form aufweist.
Flächenheizsystem (2) nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektrischen Heizelement des Flächenheizelementes (1) des Flächenheizmoduls (9) eine Schalteinheit, an der Oberfläche des Flächenheizmoduls (9) ein Eismelder (10) beziehungsweise Schneemelder (10) und/oder ein Temperaturfühler (11) angeordnet ist.
Flächenheizsystem (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktierung oder elektrische Verbindung der aneinander anreihbaren oder anlegbaren Flächenheizmodule (9) untereinander an den Anlegeseiten oder an den seitlichen Außenseiten vorhanden ist und/oder dass eine Kontaktierung oder elektrische Verbindung außerhalb der Flächenheizmodule (9) vorgesehen oder angeordnet ist.
Flächenheizsystem (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenheizmodule (9) auf eine Verkehrswegoberfläche (3) aufbringbar sind oder auf einem Verkehrswegbauteil (3) aufgebracht sind.