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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flächentemperiersystem zur Kühlung oder Heizung von Decken, Wänden oder Böden eines Gebäudes.
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Flächentemperiersysteme sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt. Im Gegensatz zu konventionellen Systemen erlauben Flächentemperiersysteme Raum- und Bauteilflächen wie Böden, Wände und Decken sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen zu nutzen. Durch solche Systeme ist es beispielsweise möglich, im Winter einen Raum zu Heizen und im Sommer zu kühlen, wobei im Wesentlichen dieselbe Technologie verwendet wird. Die Flächentemperiersysteme haben typischerweise eine Verlegeplatte, in die ein oder mehrere Rohre bzw. Rohrleitungen eingebracht sind, die für eine Übertragung von thermischer Energie mit einem Medium durchströmt werden. Solche Flächentemperiersysteme erlauben eine effiziente Nutzung von Räumen, weil das gesamte System in Böden, Wänden oder Decken integriert ist. Weiterhin ermöglichen die Flächentemperiersysteme nicht nur den Einbau in Neubauten, sondern auch den nachträglichen Einbau in Altbauten.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konzept für Flächentemperiersystem anzugeben, welches sich durch eine besonders effektive Übertragung thermischer Energie auszeichnet.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Flächentemperiersystem zur Kühlung oder Heizung von Decken, Wänden oder Böden eines Gebäudes offenbart. Das Flächentemperiersystem weist eine Verlegeplatte auf, in die zumindest ein zu einer Oberseite der Verlegeplatte offener Aufnahmekanal, der zur Aufnahme eines Rohrs ausgebildet ist, eingebracht ist. Weiter ist zumindest eine Wärmeleitfolie vorgesehen, die derart auf die Oberseite der Verlegeplatte aufgebracht ist, dass die Wärmleitfolie entlang zumindest eines Abschnitts des Aufnahmekanals zumindest teilweise den Aufnahmekanal überlappt. Weiter ist ein Wärmeleitblech vorgesehen, in welchem ein Rohrführungskanal zur Aufnahme eines Rohrs ausgebildet ist, der durch eine zu dem Aufnahmekanal korrespondierende Wandung des Wärmeleitblechs gebildet ist. Das Wärmleitblech ist derart an der Verlegeplatte angeordnet, dass die korrespondierende Wandung in dem Aufnahmekanal aufgenommen ist, wobei die Wärmeleitfolie entlang des Abschnitts in den Aufnahmekanal eingedrückt ist und diesen zumindest teilweise auskleidet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Flächentemperiersystem zur Kühlung oder Heizung von Decken, Wänden oder Böden eines Gebäudes offenbart. Das Flächentemperiersystem weist eine Verlegeplatte auf, in die zumindest ein zu einer Oberseite der Verlegeplatte offener Aufnahmekanal eingebracht ist. Weiter ist ein Wärmeleitblech vorgesehen, in welchem ein Rohrführungskanal ausgebildet ist, der durch eine zu dem Aufnahmekanal korrespondierende Wandung des Wärmeleitblechs gebildet ist. Das Wärmleitblech derart an der Verlegeplatte angeordnet ist, dass die korrespondierende Wandung in dem Aufnahmekanal aufgenommen ist. Weiter ist zumindest eine Wärmeleitfolie vorgesehen, die derart auf die Oberseite der Verlegeplatte und die Wärmeleitplatte aufgebracht ist, dass die Wärmleitfolie entlang zumindest eines Abschnitts des Rohrführungskanals zumindest teilweise den Rohrführungskanal der Wärmeleitplatte überlappt. Dadurch wird beim Einbringen eines Rohres in den Rohrführungskanal die Wärmleitfolie entlang des Abschnitts in den Rohrführungskanal eingedrückt und die Wärmeleitfolie kleidet diesen zumindest teilweise aus.
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Die beiden Flächentemperiersysteme zeichnen sich dadurch aus, dass sowohl ein Wärmeleitblech als auch zumindest eine Wärmeleitfolie verwendet werden, die zumindest im Bereich des Aufnahme- bzw. Rohrführungskanals in direktem, thermischen Kontakt stehen. Entweder, die Folie ist durch das Wärmeleitblech in den Aufnahmekanal der Verlegeplatte eingedrückt und ein Rohr wird direkt in den Rohrführungskanal der Wärmeleitplatte eingedrückt. Oder, das Wärmeleitblech ist in den Aufnahmekanal eingedrückt (mittels der den Kanal bildenden Wandung) und die Folie ist durch Einbringen eines Rohres in den Rohrführungskanal eingedrückt. In diesem Fall ist das Rohr in direktem Kontakt mit der Folie und eventuell auch mit dem Wärmeleitblech, abhängig davon, wie vollständig der Rohrführungskanal von der Folie durch das Eindrücken überzogen ist.
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Es wurde erkannt, dass die Kombination eines Wärmeleitblechs mit einer oder mehreren Wärmeleitfolien den thermischen Energietransfer von dem Rohr auf die Platte, also insbesondere auf die Wärmeleitfolie besonders begünstigt. Die Folie, die typischerweise großflächig auf der Oberseite der Verlegeplatte aufgebracht ist, etwa aufkaschiert oder geklebt, kann die thermische Energie dann von der Platte in einem zu heizenden oder kühlenden Raum besonders wirksam übertragen. Der Aufbau beider Aspekte ermöglicht anders ausgedrückt, dass die thermische Energie dem Rohr, insb. dem Medium innerhalb des Rohres, besonders effizient entzogen werden kann. Auch wird zu einer besonders gleichmäßigen Verteilung der thermischen Energie über die Verlegeplatte im Flächentemperiersystem beigetragen.
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Ein Vorteil ist auch, dass herstellerseitig verschiedene modulare Produkte verwirklichbar sind. So können bei Bedarf keine Wärmeleitbleche verwendet werden, wenn eine besonders hohe thermische Effizienz wie beschrieben nicht notwendig ist. Andererseits können die Bleche verwendet werden, wenn eine besonders gute Effizienz gewollt ist.
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Ein weiterer Vorteil solcher Aufbauten besteht darin, dass beispielsweise nur eine entsprechend zugeschnittene Folie verwendet werden kann, die vollflächig auf die Oberseite der Verlegeplatte und/oder Wärmeleitplatte je nach Aufbau aufgebracht werden kann. Es müssen nicht zwingend mehrere Folien aufwendig und überlappend (wie später beschrieben) im Bereich der Kanäle vorgesehen sein. Dadurch ist eine besonders einfache Herstellung ermöglicht.
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Ein Vorteil durch die Kombination aus Blech und Folie besteht darin, dass eine Geräuschemission reduziert oder sogar verhindert ist. Dies liegt beispielsweise am direkten Kontakt der Folie mit dem Blech. Insbesondere, wenn zwischen dem Blech und der Verlegeplatte die Folie angeordnet ist, wird die Geräuschemission verhindert oder reduziert. Dies liegt beispielsweise auch an den typischerweise unterschiedlichen Materialien der beteiligten Komponenten, die eine unterschiedliche Wärmeausdehnung haben.
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Schließlich wird auch zu einer besonders geringen Montagezeit auf der Baustelle beigetragen, da die Systeme vollständig herstellerseitig montiert werden können und anschließend nur mehr zurecht geschnitten werden müssen.
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Weiterhin kann das Wärmeleitblech besonders klein ausgeführt sein. Das Blech ermöglicht einen effizienten Übergang der thermischen Energie auf die Folie, die dann die thermische Energie über die gesamte Verlegeplatte abgeben kann. Es ist somit nicht notwendig, nur Bleche, die für einen guten, großflächigen thermischen Energieübertrag groß ausgestaltet werden müssten, zu verwenden.
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Ein Wärmeleitblech ist typischerweise eine flächige Platte, in der zur Ausbildung des Rohrführungskanals eine U-förmige Formgebung vorgesehen ist. Das Wärmeleitblech kann auch Wärmeleitplatte genannt werden. Anders ausgedrückt hat das Wärmeleitblech einen ersten Abschnitt, der in einer Ebene bis zu einer ersten (Biege-) Kante verläuft. Von der ersten Kante erstreckt sich der zweite Abschnitt des Rohrführungskanals, wobei die Wandung des Blechs U-förmig bis zu einer zweiten (Biege-) Kante verläuft. Die zweite Kante liegt auf Höhe der ersten Kante, wobei sich von der zweiten Kante der dritte Abschnitt erstreckt, der in der Ebene des ersten Abschnitts verläuft. Wieder anders ausgedrückt hat das Blech zwei flächige Lamellen, die über die den Kanal bildende Wandung einstückig verbunden sind. Die Lamellen bzw. der erste und der dritte Abschnitt liegen flächig, parallel zu der Oberseite auf der Verlegeplatte auf, wobei je nach Aufbau wie oben beschrieben zwischen dem Blech zumindest teilweise Wärmeleitfolie angeordnet sein kann.
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Das Wärmeleitblech ist durch Festlegen der Wandung des Rohrführungskanals in dem Aufnahmekanal mit der Verlegeplatte verbindbar. Die Befestigungsplatte wird in den Aufnahmekanal eingelegt und dort befestigt. Beispielsweise wird das Wärmeleitblech mit der Wandung des Rohrführungskanals in den Aufnahmekanal eingepresst und/oder in diesem verrastet. Die korrespondierende Wandung des Rohrführungskanals ist dabei bezüglich eines Außendurchmessers so an den Aufnahmekanal angepasst, dass das Wärmeleitblech mechanisch sicher an der Verlegeplatte festlegbar ist, ohne beispielsweise bei einer Wand- oder Deckenmontage herauszufallen. Korrespondierend bedeutet, dass eine äußere Formgebung der Wandung des Rohrführungskanals an eine Innenwandung des Aufnahmekanals angepasst ist. Anders ausgedrückt ist das Wärmeleitblech kraftschlüssig an der Verlegeplatte gehalten. Bevorzugt weist das Wärmeleitblech ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf. Geeignete Materialien sind unter anderem Metalle wie Aluminium.
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Ein Rohr wird nicht direkt in die Verlegeplatte, sondern über das Wärmeleitblech mit der Verlegeplatte verbunden. Der Kanal des Wärmeleitblechs ist bevorzugt so ausgebildet, dass er ein entsprechendes Rohr fixieren kann. Die Rohre werden beispielsweise in den Rohrführungskanälen werkzeuglos festgelegt. Beispielsweise verrasten die Rohre oder sind in die Rohrführungskanäle einklemmbar. Anders ausgedrückt ist das Rohr kraftschlüssig gehalten.
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Die Kanäle sind jeweils als im Wesentlichen (halb-) zylinderförmige Vertiefungen in der Verlegeplatte bzw. des Blechs ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Formen, etwa ovale Formgebungen, denkbar.
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Die Wärmeleitfolie, die beispielsweise aus einem wärmeleitenden Werkstoff, etwa einem Aluminiumwerkstoff oder Graphitwerkstoff, gebildet ist, ist beispielsweise als flächiges Element, etwa ein Streifen ausgebildet. Beispielsweise wird die Verlegeplatte in einem Raum als Trockenverlegesystem in eine Dämmschicht auf dem Boden ausgelegt. Mit Hilfe des Aufnahmekanals und des Rohrführungskanals ist ein Verlauf der Rohre, wie sie für ein Heiz- und Kühlsystem verwendet werden, vorgegeben. Die Verlegeplatte kann unterschiedliche Materialien oder Materialkombinationen aufweisen. Diese umfassen etwa Holz-, Kunststoff- und Verbundwerkstoffe. Bevorzugt weist die Verlegeplatte ein Dämmmaterial und/oder wasserabweisende Schichten auf. Verlegeplatte ist beispielsweise als Schaumkunststoffplatte, insbesondere aus Polystyrol, aus expandiertem Polystyrol, aus Polyethylenschaum, als Mineralfaserplatte oder als Holzfaserplatte ausgestaltet.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte überlappt die Wärmeleitfolie den Aufnahmekanal oder den Rohrführungskanal vollständig. Dadurch ist beispielsweise nur eine Folie notwendig, die auf die Verlegeplatte aufgebracht werden muss. Dies ermöglicht eine kostengünstige und einfache Produktion.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte weist die Wärmeleitfolie in einem Überlappungsbereich des Aufnahmekanals oder des Rohrführungskanals eine Solleinreißstelle auf, etwa ist die Folie perforiert, eingeschlitzt oder eingekerbt. Dadurch reißt die Folie bei Eindrücken des Wärmeleitblechs bzw. eines Rohres vordefiniert ein, so dass eine vorbestimmte Auskleidung des entsprechenden Kanals gegeben ist.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte sind zwei Wärmeleitfolien vorgesehen, die derart auf die Oberseite der Verlegeplatte und/oder das Wärmeleitblech aufgebracht sind, dass sich die zwei Wärmeleitfolien entlang zumindest des Abschnitts des Aufnahmekanals beziehungsweise entlang zumindest des Abschnitts des Rohrführungskanals überlappen, so dass die Wärmeleitfolien entlang des jeweiligen Abschnitts in den Aufnahmekanal eingedrückt sind bzw. in den Rohrführungskanal durch Einbringen des Rohres eingedrückt werden und den Aufnahmekanal beziehungsweise Rohrführungskanal zumindest teilweise auskleiden.
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Ein derartiges Flächentemperiersystem ist flexibel handhabbar und besonders einfach zu montieren. Insbesondere müssen die zwei Wärmeleitfolien so aufgebracht werden, dass sich diese zumindest entlang des jeweiligen Kanalabschnitts überlappen. Mit anderen Worten entsteht ein Überlappungsbereich. Insbesondere ist der Überlappungsbereich über der Öffnung des jeweiligen Kanals. Mit Überlappungsbereich ist beispielsweise der Bereich gemeint, in welchem zwei Folien übereinander liegen. Ein Überlappungsgrad, etwa eine Ausdehnung oder Dimension des Überlappungsbereichs, ist so gewählt, dass die Wärmeleitfolien in dem Überlappungsbereich in den entsprechenden Kanal miteingedrückt werden.
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Je nach gewähltem Überlappungsgrad kann ein großflächiger Kontakt zwischen dem eingedrückten Rohr und der Wärmeleitfolie bzw. dem Blech und der Folie hergestellt werden. Mit anderen Worten ist das Rohr oder das Blech im Bereich des Rohrführungskanals in einem großen Bereich von den Wärmeleitfolien umgeben. Dadurch wird zu einer effektiven Übertragung der thermischen Energie von dem Rohr auf die Wärmeleitfolie beigetragen.
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Es ist im Wesentlichen kein besonderer Kraftaufwand zum Eindrücken der beiden Wärmeleitfolien nötig, da diese im Überlappungsbereich nicht miteinander verbunden sind. Somit muss beispielsweise keine Kraft zum Durchtrennen einer einzelnen Folie aufgebracht werden, die den entsprechenden Kanal vollständig überdeckt. Dies gilt auch im Falle einer perforierten Folie, die einen Rohrführungskanal vollständig überdeckt, da auch hier Kräfte notwendig sind, um die Folie entlang der Perforation einzureißen. Weiterhin wird dazu beigetragen, dass stets eine gleichmäßige, vorbestimmte Auskleidung des Rohrführungskanals erreicht wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mittels des Überlappungsgrads eingestellt werden kann, welche Bereiche des entsprechenden Kanals ausgekleidet werden sollen. Dies ist im Falle der Verwendung nur einer einzelnen Folie zum Überdecken des gesamten Rohrführungskanals, sei es mit oder ohne Perforation, nicht möglich, da nur der Teil der Folie zum Auskleiden zu Verfügung steht, der den Rohrführungskanal überdeckt. Nachteilig bei einer einzelnen Folie würde oftmals nur ein geringflächiger oder sogar lediglich linienförmiger Kontakt mit dem Rohr erreicht, was einen im Vergleich zum beschrieben System verminderten Wirkungsgrad zum Heizen bzw. Kühlen zur Folge hat.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte überlappen sich die beiden Wärmeleitfolien derart, dass nach dem Eindrücken der Wärmeleitfolien in den jeweiligen Kanal ein Bereich des jeweiligen Kanals frei von Wärmeleitfolien bleibt. Der Bereich bedeutet beispielsweise einen Teil oder Abschnitt einer Innenwandung beziehungsweise Innenfläche des jeweiligen Kanals. In diesem Bereich ist keine Folie angeordnet. Der Bereich ist beispielsweise um eine Mitte des Umfangs des entsprechenden Kanals angeordnet.
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Durch einen freien Bereich des Rohrführungskanals wird beispielsweise erreicht, dass ein von der Oberseite der Verlegeplatte entfernter Bereich eines Umfangs des entsprechenden Kanals nicht mit einer Wärmeleitfolie überzogen ist. Dies trägt dazu bei, dass die von dem Rohr abgegebene Wärme oder Kälte besonders effektiv in den Wärmeleitfolien über die Oberseite der Verlegeplatte verteilt wird. Über den Boden des Rohrführungskanals findet praktisch kein oder nur ein geringer Wärmeaustausch statt. Dies trägt zu einem effizienten Flächentemperiersystem bei.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte weist jede Wärmeleitfolie einen Überlappungsabschnitt auf, der durch einen Rand der Wärmeleitfolie begrenzt ist, wobei beide Überlappungsabschnitte beim Einbringen des Rohres in den entsprechenden Kanal eingedrückt werden. Der entsprechende Kanal ist zur Oberseite hin durch zwei Kanten der Verlegeplatte definiert. Beim Eindrücken der Wärmeleitfolie in den entsprechenden Kanal wird eine Wärmeleitfolie um die eine Kante und die andere Wärmeleitfolie um die andere Kante nach innen gebogen und der inneren Formgebung des Kanals im Wesentlichen angepasst.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte überlappen sich die Überlappungsabschnitte beim Aufbringen auf die Verlegeplatte derart, dass jeder Überlappungsabschnitt zumindest ein Drittel eines Umfangs des jeweiligen Kanals auskleidet. Dadurch wird insbesondere ein besonders effektiver Wärmeaustausch zwischen einem eingebrachten Rohr und den beiden Wärmeleitfolien gewährleistet.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte verläuft der Aufnahmekanal geradlinig und ein oder mehrere Verbindungskanäle schließen sich an den Aufnahmekanal an, die ausgebildet sind zur Aufnahme eines Rohres und die den Verlauf des Aufnahmekanals umlenken. Die Verbindungskanäle, die als Fortsetzungen des Aufnahmekanals zu verstehen sind, leiten die Rohre um. Die Verbindungskanäle ändern somit den geraden Verlauf des Aufnahmekanals.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte sind zumindest sämtliche Bereiche der Verlegeplatte, die frei von der Wärmeleitplatte sind, mit einer Wärmeleitfolie überzogen. Zumindest bedeutet, dass gemäß dem ersten Aspekt entweder die gesamte Verlegeplatte mit Folie überzogen ist und anschließend das Blech eingesetzt ist oder dass gemäß dem zweiten Aspekt erst das Blech in die Verlegeplatte eingesetzt ist und anschließend die Folie über die Verlegeplatte und das Blech angeordnet ist.
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Somit ist die Verlegeplatte bezüglich der Oberseite vollständig mit Folie und/oder Blech versehen, auch in den Bereichen der Verbindungskanäle. In diesen Bereichen sind keine Wärmeleitbleche vorgesehen, da diese typischerweise so ausgebildet sind, dass der Rohrführungskanal ebenfalls geradlinig verläuft. In diesen Bereichen ist jedoch zumindest eine Wärmeleitfolie vorgesehen, so dass immer noch, auch ohne Blech, ein guter thermischer Übergang vom Rohr in die Fläche der Verlegeplatte gewährleistet ist. Dadurch wird zu einem besonders effizienten Flächentemperiersystem beigetragen.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte weisen eine oder mehrere Wärmeleitfolien zumindest in dem Überlappungsbereich des Aufnahmekanals oder Rohrführungskanals eine Beschichtung, insbesondere eine Polyethylenbeschichtung, auf. Dadurch ist eine Montage verbessert. Die Beschichtung ermöglicht beispielsweise eine bessere Haftung zwischen Folie und Wärmeleitblech und/oder zwischen Folie und eingebrachtem Rohr. Alternativ oder zusätzlich ermöglicht die Beschichtung eine Reibungsminderung, so dass ein Rohr besser in den Kanal des Blechs bzw. das Blech besser in die Verlegeplatte mit dazwischenliegender Folie eingedrückt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte ist die Wärmeleitplatte flexibel ausgebildet. Dadurch wird eine bessere Anpassung der Wärmeleitplatte an die Form des Rohres und/oder des Aufnahmekanals des Verlegeplatte ermöglicht. Beispielsweise bietet sich ein Graphitwerkstoff für die Wärmeleitplatte an.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte ist das Wärmeleitblech mit einer Sollbruch- oder Sollreißstelle versehen. Dadurch kann ein Teil des Wärmeleitblechs auf der Baustelle einfach entfernt werden. Somit kann flexibel auf der Baustelle auf entsprechende Gegebenheiten reagiert werden. Die Systeme können dadurch herstellerseitig immer den gleichen Fertigungsprozess durchlaufen und werden beispielsweise vormontiert mit Wärmeleitplatte ausgeliefert.
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Gemäß einer Ausführungsform beider Aspekte ist in den Aufnahmekanal und/oder den Rohrführungskanal ein Rohr eingedrückt.
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Es können auch mehrere Rohrführungskanäle, Wärmeleitbleche, Wärmeleitfolien und/oder Aufnahmekanäle vorhanden sein, die entsprechend den obigen Ausführungen ausgebildet sein können und mit denen sich die oben beschriebenen Vorteile und Funktionen erzielen lassen.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Flächentemperiersystems offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- - Bereitstellen einer Verlegeplatte;
- - Einbringen zumindest eines zu einer Oberseite der Verlegeplatte offenen Aufnahmekanals; und
- - Aufbringen zumindest einer Wärmeleitfolie derart auf die Oberseite der Verlegeplatte aufgebracht ist, dass die Wärmleitfolie entlang zumindest eines Abschnitts des Aufnahmekanals zumindest teilweise den Aufnahmekanal überlappt;
- - Bereitstellen eines Wärmeleitblechs, in welchem ein Rohrführungskanal zur Aufnahme eines Rohrs ausgebildet ist, der durch eine zu dem Aufnahmekanal korrespondierende Wandung des Wärmeleitblechs gebildet ist; und
- - Anordnen des Wärmleitblechs derart an der Verlegeplatte, dass die korrespondierende Wandung in dem Aufnahmekanal aufgenommen ist, wobei die Wärmeleitfolie entlang des Abschnitts in den Aufnahmekanal eingedrückt ist und diesen zumindest teilweise auskleidet.
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Des Weiteren wird ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines solchen Flächentemperiersystems offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- - Bereitstellen einer Verlegeplatte;
- - Einbringen zumindest eines zu einer Oberseite der Verlegeplatte offenen Aufnahmekanals;
- - Bereitstellen eines Wärmeleitblechs, in welchem ein Rohrführungskanal ausgebildet ist, der durch eine zu dem Aufnahmekanal korrespondierende Wandung des Wärmeleitblechs gebildet ist;
- - Anordnen des Wärmleitblechs derart an der Verlegeplatte, dass die korrespondierende Wandung in dem Aufnahmekanal aufgenommen ist; und
- - Aufbringen einer Wärmeleitfolie derart auf die Oberseite der Verlegeplatte und die Wärmeleitplatte, dass die Wärmleitfolie entlang zumindest eines Abschnitts des Rohrführungskanals zumindest teilweise den Rohrführungskanal der Wärmeleitplatte überlappt, so dass beim Einbringen eines Rohres in den Rohrführungskanal die Wärmleitfolie entlang des Abschnitts in den Rohrführungskanal eingedrückt wird und diesen zumindest teilweise auskleidet.
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Die Verfahren zur Herstellung eines Flächentemperiersystems ermöglichen im Wesentlichen die vorgenannten Vorteile und Funktionen. Die Verfahren können entsprechend der verschiedenen, beschriebenen Ausführungsformen der Flächentemperiersysteme weitere, entsprechende Schritte haben.
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Weitere Vorteile und Funktionen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Die Ausführungsbeispiele werden unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren nachfolgend beschrieben. Gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Verlegeplatte mit einer Wärmeleitfolie für ein Flächentemperiersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Wärmeleitplatte für das Flächentemperiersystem,
- 3 das Flächentemperiersystem mit Wärmleitplatte, Wärmeleitfolie und Verlegeplatte,
- 4 und 5 schematische Querschnittsansichten eines Flächentemperiersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Flächentemperiersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
- 7 und 8 schematische, perspektivische Ansichten eines Flächentemperiersystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 bis 3 betreffen ein Flächentemperiersystem 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das vollständige Flächentemperiersystem 1 ist in der schematischen Querschnittansicht der 3 gezeigt. Das Flächentemperiersystem 1 weist eine Verlegeplatte 2, eine Wärmeleitfolie 3 und eine Wärmeleitplatte 4 auf. In 3 ist zudem ein Rohr 19 dargestellt.
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1 zeigt in einer schematischen Querschnittansicht das Flächentemperiersystem 1 ohne die Wärmeleitplatte 4, die separat perspektivisch in 2 gezeigt ist.
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Die Verlegeplatte 2 ist aus einem Schaumkunststoffwerkstoff, expandiertem Polystyrol, hergestellt. Es handelt sich beispielsweise um einen rechteckigen Zuschnitt. Die Verlegeplatte 2 hat eine Oberseite 5, in die zumindest ein zur Oberseite 5 offener Aufnahmekanal 6 eingebracht ist. Der Aufnahmekanal 6 verläuft beispielsweise geradlinig. Der Aufnahmekanal 6 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und eingerichtet, ein Rohr 19 oder eine Wärmeleitplatte der 2 aufzunehmen. Der Aufnahmekanal 6 ist an der Oberseite 5 der Verlegeplatte 2 durch zwei gegenüberliegende Kanten 7 begrenzt. Ein lichter Abstand der Kanten 7 parallel zur ebenen Oberseite 5 ist beispielsweise geringer als ein Durchmesser des Aufnahmekanals 6, so dass ein Rohr 19 klemmend in dem Aufnahmekanal 6 eingedrückt werden kann und darin festgehalten ist.
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Auf die Oberseite 5 ist die eine Wärmeleitfolie 3 so aufgebracht, dass diese den Aufnahmekanal 6 vollständig überdeckt bzw. überlappt. Die Wärmeleitfolie 3 hat somit einen Überlappungsabschnitt 8, der dem Abstand der beiden Kanten 7 entspricht. Im Ausführungsbeispiel ist die gesamte Oberseite 3 der Verlegeplatte 2 mit der Wärmeleitfolie 3 überdeckt. Die Wärmeleitfolie 3 ist aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt. Die Wärmeleitfolie 3 hat im Ausführungsbeispiel eine Folienstärke (auch -dicke genannt) von 0,1 mm. Die Dicke kann aber auch variiert sein und beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,05 mm bis 0,3 mm oder anderen Bereichen liegen.
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Zur Herstellung des in 3 gezeigten Flächentemperiersystems 1 wird zusätzlich die in 2 gezeigte Wärmeleitplatte 4 verwendet. Diese besteht aus einen wärmeleitenden Blech-Werkstoff, etwa auch einem Aluminiumwerkstoff, und hat im Ausführungsbeispiel eine Dicke von etwa 0,5 mm. Die Dicke kann aber auch variiert sein und beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,3 mm bis 0,6 mm oder anderen Bereichen liegen. Die Wärmeleitplatte 4 hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und wird auch als Wärmeleitblech bezeichnet.
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Die Wärmeleitplatte 4 hat zwei seitliche, flächige Plattenabschnitte 9, die über eine U-förmige Wandung 10 verbunden sind. Die Wandung 10 begrenzt einen Rohrführungskanal 11, wobei die Wandung 10 hinsichtlich ihrer äußeren Formgebung korrespondierend zu dem Aufnahmekanal 6 der Verlegeplatte 2 ausgebildet ist. Dadurch kann die Wärmeleitplatte 4 kraftschlüssig in dem Aufnahmekanal 6 angeordnet und darin gehalten werden. Der Rohrführungskanal 11 ist ausgebildet, ein Rohr klemmend und/oder verrastend aufzunehmen. Dadurch wäre das Rohr kraftschlüssig festgelegt. Der Rohrführungskanal 11 ist analog zu oben (halb-) zylinderförmig ausgebildet, wobei der Innendurchmesser an das Rohr angepasst ist. Alternativ können die Wandung 10 und/oder der Kanal 11 auch anders geformt sein. Es muss sichergestellt sein, dass ein Rohr klemmend aufgenommen werden kann und auch dass die Wärmeleitplatte 4 an der Verlegeplatte 2 über den Aufnahmekanal 6 befestigt werden kann.
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Um die eingangs beschriebenen Vorteile und Funktionen zu erreichen, ist die Wärmeleitplatte 4 derart an die Verlegeplatte 2 festgelegt, dass Platte 4 mit der Wandung 10 in den Aufnahmekanal 6 eingebracht ist. Dabei wird die Wärmeleitfolie 3 mit in den Aufnahmekanal 6 eingedrückt und kleidet den Aufnahmekanal 6 zumindest teilweise, wie in 3 schematisch angedeutet, aus. Die den Aufnahmekanal 6 auskleidenden Abschnitte der Folie 3 sind in 3 übertrieben lang eingezeichnet. Dadurch sind die Platte 4 und die Folie 3 in direktem, mechanischem Kontakt und ermöglichen einen optimalen Übergang thermischer Energie von dem mit Medium durchströmbaren Rohr 19, welches in dem Rohrführungskanal 11 aufgenommen ist zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes. Die Wärmeleitplatte 4 ist somit kraftschlüssig an der Verlegeplatte 2 gehalten. Das Flächentemperiersystem 1 kann zusammen mit dem Rohr 19 auch als (plattenförmige) Wärmetauscheranordnung bezeichnet werden. Auf das Flächentemperiersystem 1 kann anschließend noch ein Estrich, etwa Zementestrich oder Gipsestrich, oder anderes Material wie Fließen oder Parkett aufgebracht sein.
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Die Kombination aus Wärmeleitfolie 3 und Wärmeleitplatte 4 ermöglicht einen besonders effizienten Übergang thermischer Energie von dem in dem Rohrführungskanal 11 aufgenommenen Rohr 19. Zudem ist eine einfach Herstellung und Montage ermöglicht, da die Verlegeplatte 2 beispielsweise zunächst nur mit einer Folie überzogen werden muss, ohne zwingend spezielle weitere Maßnahmen ergreifen zu müssen. Anschließend wird nur eine oder mehrere Platten 4 eingedrückt.
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Im Ausführungsbeispiel überlappt die Wärmeleitfolie 3 den gesamten in die Verlegeplatte 2 eingebrachten Aufnahmekanal 6 der Länge nach. In alternativen Ausgestaltungen ist es auch denkbar, dass die Wärmeleitfolie 3 nur abschnittsweise entlang des Aufnahmekanals 6 überlappt.
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Die Wärmeleitplatte 4 ist beispielsweise in den gesamten, geradlinigen Aufnahmekanal 6 eingebracht. Alternativ sind mehrere Wärmeleitplatten 4 vorgesehen, die seriell hintereinander in den Aufnahmekanal 6 eingebracht sind.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist in den Überlappungsabschnitt 8 der Wärmeleitfolie 3 eine Solleinreißstelle eingebracht. Beispielsweise ist der Überlappungsabschnitt 8 perforiert, so dass beim Eindrücken der Wärmeleitplatte 4 die Wärmeleitfolie 3 an definierter Stelle einreißt.
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Die Wärmeleitplatte 4 kann alternativ auch flexibel ausgebildet sein, beispielsweise aus einem flexiblen, wärmeleitenden Material gefertigt sein. Dadurch kann sich die Wärmeleitplatte 4 an die Formgebung des Aufnahmekanals 6 und/oder an die Formgebung des aufzunehmenden Rohres 19 besonders gut anpassen. Dies begünstigt den effizienten Übergang thermischer Energie vom Rohr 19 auf die Platte 4 und darüber die Folie 3, so dass sich die thermische Energie optimal über die Fläche der Verlegeplatte 2 verteilen kann.
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In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen können mehrere Aufnahme- und/oder Rohrführungskanäle, Wärmeleitfolien und/oder Wärmeleitplatten vorgesehen sein.
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Alternativ können auch andere Werkstoffe wie beispielsweise Mineral- oder Holzfaserplatten für die Verlegeplatte 2 verwendet werden. Holzfaserplatten eignen sich beispielsweise für Holzhäuser oder Niedrigenergiehäuser. Außerdem tragen solche Verlegplatten zu einer Schalldämmung bei.
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Alternativ können auch andere wärmeleitende Werkstoffe für die Wärmeleitfolie 3 verwendet werden wie beispielsweise Graphitwerkstoffe.
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4 und 5 zeigen schematische Querschnittansichten eines Flächentemperiersystems 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Flächentemperiersystem 1 entspricht im Wesentlichen den vorgenannten Beispielen, wobei anstelle einer Wärmeleitfolie 3 zwei solcher Folien 3 vorgesehen sind, die den Aufnahmekanal 6 und sich selbst zumindest teilweise überlappen. Die Folien 3 weisen jeweils einen Überlappungsabschnitt 8 auf, der dem der 1 entspricht. Jeder Überlappungsabschnitt 8 wird von einem Rand 12 der jeweiligen Folie 3 begrenzt. Zusammen bilden die beiden Folien 3 somit einen Überlappungsbereich 16 zumindest abschnittsweise entlang des Aufnahmekanals 6 aus. Der Überlappungsbereich 16 verläuft somit wie der Aufnahmekanal 6 normal zur Bildebene der 4 und 5. Die Folien 3 können sich entlang des gesamten Aufnahmekanals 4 überlappen oder aber auch nur abschnittsweise.
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Wird nun wie oben beschrieben die Wärmeleitplatte 4 in die Verlegeplatte 2 eingedrückt (nicht dargestellt), so drückt die Wandung 10 der Wärmeleitplatte 4 beide Überlappungsabschnitte 8 in den Aufnahmekanal 6 ein. Nach dem Eindrücken kleiden die beiden Überlappungsabschnitte 8 den Aufnahmekanal 6 zumindest teilweise entlang eines Umfangs 13 des Kanals 6 aus. Dabei bleibt ein Boden 14 des Aufnahmekanals 6 frei. Mit anderen Worten ist ein unterer Bereich des Aufnahmekanals 6, der am weitesten von der Oberseite 5 der Verlegeplatte 2 entfernt ist, frei von den Wärmeleitfolien 3. Beim Eindrücken der Wärmeleitfolien 3 werden diese über jeweils entlang einer Kante 7 des Aufnahmekanals 6 nach innen gebogen.
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Je nach Überlappungsgrad, das heißt Ausgestaltung der Überlappungsabschnitte 8 und Anordnung derer übereinander, kann gesteuert werden, welche Bereiche des Aufnahmekanals 6 über dessen Umfang 13 ausgekleidet werden. Somit ist gezielt einstellbar, welche Innenflächen oder Innwandbereiche des Aufnahmekanals 6 mit den Wärmeleitfolien 3 überzogen sind.
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Dabei ist bevorzugt der Boden 14 frei, so dass darüber eine Dämmung zur Verlegeplatte 2 erreicht ist.
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Wie bereits ausgeführt weist der Aufnahmekanal 6 im Wesentlichen einen kreisförmigen Umfang 13 auf. Bezogen auf einen Mittelpunkt 15 des Aufnahmekanals 6 kleiden die Wärmeleitfolien 3 jeweils einen Kreisbogenabschnitt des Aufnahmekanals 6 aus. Der freibleibende Boden 14 des Umfangs 13 ist von den Rändern 12 der Wärmeleitfolien 3 begrenzt. Im Ausführungsbeispiel sind die Überlappungsabschnitte 8 derart gewählt, dass diese zumindest zusammengenommen zwei Drittel des Umfangs 13 des Aufnahmekanals 6 auskleiden. Würde man anstelle zweier Wärmeleitfolien 3, die sich überlappen nur eine Wärmeleitfolie 3 wie oben beschrieben vorsehen, die den Aufnahmekanal 6 an der Oberseite 5 überdeckt, so würde im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nur die Hälfte des Aufnahmekanals 6 mit Wärmeleitfolie aufgrund der geometrischen Verhältnisse ausgekleidet und dadurch die Wärmeübertragung reduziert werden.
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In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können wie oben mehrere entsprechende Kanäle und somit mehrere Folien, die beispielweise streifenartig ausgebildet sind, vorgesehen sein. Dadurch sind die Wärmeleitfolien einfach herstellbar und können einfach, etwa ohne großen Montage- und Justageaufwand, auf die Verlegeplatte aufgebracht werden. Die Streifen müssen lediglich parallel zueinander auf die Verlegeplatte aufkaschiert werden.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann alternativ die Reihenfolge der Fertigung insofern vertauscht sein, dass zunächst eine Wärmeleitplatte 4 in die Verlegeplatte 2 eingebracht ist und anschließen die Verlegeplatte 2 und auch die Wärmeleitplatte 4 mit einer oder mehreren Wärmeleitfolien überzogen sein. Dabei überlappen die Folien anstelle des Aufnahmekanals 6 den Rohrführungskanal 11 der Wärmeleitplatte 4.
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Dies ist exemplarisch in 6 gezeigt, wobei entsprechend dem Beispiel der 4 und 5 zwei sich überlappten Folien 3 verwendet sind. Selbstverständlich kann auch eine einzelne, den Rohrführungskanal überlappende Folie 3 vorgesehen sein gemäß dem anhand der 1 bis 3 beschriebenen Beispiel.
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Bei einem derartigen Flächentemperiersystem 1 werden der oder die Überlappungsabschnitte 8 der Wärmeleitfolien 3 durch Einbringen eines Rohres in den Rohrführungskanal 11 mit in den Rohrführungskanal 11 eingedrückt und kleiden diesen entsprechend den obigen Beschreibungen zu dem Aufnahmekanal 6 analog aus.
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7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flächentemperiersystems 1, welches im Wesentlichen entsprechend dem Beispiel der 1 bis 3 aufgebaut ist. Dabei ist perspektivisch in 7 eine ganze Verlegeplatte 2 gezeigt, die mehrere geradlinige Aufnahmekanäle 6 hat. An jeweiligen Enden der Aufnahmekanäle 6 sind Verbindungskanäle 17 eingebracht, die auch Umlenkungen genannt werden. Diese entsprechen den Aufnahmekanälen 6, schließen zumindest teilweise an diese an und verändern den Verlauf dieser. Die gesamte Verlegeplatte 2, also auch in den Bereichen der Verbindungskanäle 17, ist mit einer oder mehreren Wärmeleitfolien 3 überzogen. Wiederum handelt es sich bei der Verlegeplatte 2 um eine EPS Platte mit einer beispielhaften Abmessung von 1200 mm * 750 mm * 20 mm.
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In die Aufnahmekanäle 6 sind jeweils Wärmeleitplatten 4 eingebracht. Im Unterschied zu den Beispielen davor haben die Wärmeleitplatten 4 jeweils ein oder mehrere Solleinreiß- oder Sollbruchstellen 18, so dass die typischerweise vormontieren Wärmeleitplatten 4 in der Länge auf der Baustelle je nach Bedarf gekürzt werden können. Dies ist in der Detailansicht der 8 gezeigt. Die Wärmeleitplatten 4 sind demnach in einzelne Segmente unterteilt. Die Wärmeleitplatten 4 haben ein geringe Breite von beispielsweise 7 oder 8 cm.
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Die Herstellung der beschriebenen Flächentemperiersysteme folgt den eingangs genannten Verfahren, ergänzt um entsprechende weitere Schritte entsprechend der beschriebenen Merkmale.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Flächentemperiersysteme 1 hinsichtlich der Merkmale kombiniert werden können wie eingangs beschrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flächentemperiersystem
- 2
- Verlegeplatte
- 3
- Wärmeleitfolie
- 4
- Wärmeleitplatte
- 5
- Oberseite
- 6
- Aufnahmekanal
- 7
- Kante
- 8
- Überlappungsabschnitt
- 9
- Plattenabschnitt
- 10
- U-förmige Wandung
- 11
- Rohrführungskanal
- 12
- Rand
- 13
- Umfang
- 14
- Boden
- 15
- Mittelpunkt
- 16
- Überlappungsbereich
- 17
- Verbindungskanal
- 18
- Solleinreiß-/Sollbruchstelle
- 19
- Rohr
