DE7143151U - Elektrisch beheizbares Straßenbelag-Fertigbauteil - Google Patents

Description

Di. r;.artin-GoUtri3d Rocholl

Heidelberg 1

· Telefon 467Θ0 f^

"Norm - Thermophalt" Elektrisch beheizbarer Straßenbelag aus genormten.

Fertigteilen

Die Erfindung betrifft einen elektrisch, beheizbaren Straßenbelag aus genormten Fertigteilen, in die ein elektrischer Flächenheizleiter eingebettet ist, der nach Anschluß an eine geeignete Spannung Wärme liefert.

Es ist bekannt, in Straßendecken, Fahrbahnen über Brücken oder in Landepisten von Flugplätzen Heizelemente in Form von Heizdrähtcn, Heiskabeln oder Heizungsrohren z-u verlegen, um im Winter die Fahr- oder Rollbahnen eis- und schneefrei halten zu können.

Der Nachteil der genannten elektrischen Heizsysteme liegt darin, daß bei Stromunterbrechung durch einen örtlich begrenzten Defekt gleich die gesamte Heizfläche der mehr oder weniger eng geschlungenen Leiterwindungen ausfällt. Aehnlich verhält es sich bei einem Rohrleitungssystem mit flüssigem Wärmeaustauschmedium, das bei einem Defekt ausfließt.

Ein v/eiterer Nachteil beider Heizsysteme liegt darin, daß die Heizkabel bzw. Heizrohre aus Kostengründen nicht beliebig dicht nebeneinander verlegt werden. Größere Zwischenräume bewirken aber eine ungleichmäßige Erwärmung der beheizten Fläche.

Beide Nachteile werden durch Anwendung von Flächenheizleitern vermieden. Eine geringfügige örtliche Zerstörung des Flächenheizleiters kommt zwar einer Verringerung des Leiterquerschnittes gleich, hat aber keine totale Stromunterbrechung zur Folge. Die Beheizung einer Fläche mit Flächenheizleitern führt zu einer sehr gleichmäßigen

Erwärmung, wenn zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden des Flächenheizleiters die Stromdichte gleichmäßig verteilt ist und die erzeugte Wärme ebenso gleichmäßig abgeleitet wird.

Die Anwendung metallischer Flächenheizleiter in Form dünner Bleche oder Drahtgewebe scheidet für die meisten Einsatzgebiete wegen der zu großen elektrischen Leitfähigkeit der Metalle aus. Die z,um Erbringen der nötigen Heizleistung pro Fläche aufzuwendenden Stromstärken würden einen zu großen Leiterqaerschnitt der Versorgungsleitung erfordern, wenn man mit niedriger Spannung die Flächenheizung betreibt. Bei Normalspannung (220 V) werden die Kontaktabstände sehr groß.

Sehr geeignet als Flächenheiz-leiter sind elektrisch leitfähig gemachte Kunststoffschichten, die als Folie oder leitfähiger Ueberzug auf Netzen, Geweben oder Vliesen zur Anwendung gelangen, weil der elelktrische spezifische Widerstand dieser leitenden Kunststoffschichten höher ist als bei den Metallen. Außerdem läßt sich - je nach Menge und Korngrößenverteilung des Leitpigments im Kunststoff als Bindemittel - der spezifische Widerstand dieser leitenden Gemische in weiten Grenzen variieren und daher dem Verwendungszweck anpassen.

Obwohl sich elektrisch leitfähig gemachte Kunststoffschichten in Form leitend beschichteter Gewebe oder Netze als Heizleiter in einem Straßenbelag eignen würden, hat jedoch die Praxis gezeigt, daß diese Flächenheizleiter für die auf der Baustelle angewandten Arbeitsmethoden viel zu empfindlich sind. Zu leicht treten Beschädigungen durch Schaufeln, Hacken und andere Bearbeitungsgeräte in der Hand ungelernter Arbeitskräfte auf, die nicht die nötige Sorfalt - schon im Hinblick auf die von ihnen verlangte Verlegeleistung - aufwenden können.

Die lösung des Problems, einen vielseitig und einfach verwendbaren, mit Flächenheizleitern ausgerüsteten Straßenbelag in der Praxis einsetzen zu könnenn, gelingt mit dem als Neuerung vorgeschlagenen "Norm - Thermophalt", einem beheizbaren Straßenbelag aus genormten, in der Fabrik vorgefertigten Fertigteilen, die erst an der Baustelle zu einem Ganzen zusammengefügt und angeschlossen werden.

Abbildung 1 zeigt im Schnittbild den Aufbau eines "Norm - Thermophalt" - Fertigteiles.

Eine mechanisch strapazierfähige Grundschicht (1), z.B. aus Polyester- oder Glasfasergeweben oder - Netzen, wird in der Fabrik in einer Spezialform mit einer hinreichend elastischen, haft~ und abriebfesten und dabei gut elektrisch isolierenden Kunststoffschicht (2) überschichtet. Diese Schicht kann z.B. aus epoxioloaltigen Verbindungen im Gemisch mit Polyamiden od^r Polyaminen und Elastifizierungsmitteln, aus Polyestern, Polyurethanen, bituminösen Massen mit Kunststoff- und/oder Kautschukzusätzen in geeigneter Form oder auch anderen geeigneten Kombinationen bestehen. Der kontaktierte und mit Steckverbindungen versehene, genormte Flächenheizleiter (3) (el. Leistung ca. 300 W/m²) wird in die Spezialform eingepaßt und vorzugsweise mit dem Kunststoff (gemisch) der Schicht (2) - aber auch andere Kombinationen sind möglich - · überschichtet (4), sodaß der Flächenheizleiter (3) völlig eingebettet und elektrisch isoliert ist.

Nach beginnender bzw. abgeschlossener Härtung der Schichten (2 und 4) (je nach Art der verwendeten Kunststoffkombinationes wird ein metallisches Erdungsgitter (5) zur Ableitung im Schadensfalle auftretender Leckströme eingelegt und mit der Verschleißschicht aus kunststoffgebundenem Quarzsand bzw. Basaltsplit (Körnung ca 0,5 - 1,5 mm) überdeckt und mit trockenem Quarzsand oder Basaltsplit abgestreut. Um einen leitenden Kontakt zwiSv hen dem Flächenheizleiter (3)

und dem Erdungsgitter (5) selbst bei wenig sorfältiger Verarbeitung völlig auszuschließen, kann man einen, in Abb. 1 nicht gezeichneten Berührungsschutz, z.B. ein isolierendes Gev/ebe oder ein Vlies zwischen 0) und (J?) einlegen.

Die aus der Spezialform getrennten "Norm - Thermophalt" Fertigteile besitzen eine gewisse Elastizität und können bei geeigneter Verpackung und Schutz der elektrischen Anschlüsse ohne Beschädigung gelagert, verladen und transportiert werden. Die Montage geschieht wie folgt:

Der Unterbau (8) der Straße, der eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen soll, wird zuvor ausgebessert, geebnet und von Oelrückständen befreit. Die vorgesehene Anordnung der "Norm - Thermophalt" - Fertigteile, sowie die für die Mitteiaudeckungci ^und Sandabdeckünden^einzuhaltenden Abstände werden deutlich markiert und dann der trockene Untergrund (8) mit einem Spezialkleber (7) eingestrichen. Nun v/erden die Schutzfolien auf der zu verklebenden Seite der "Norm - Thermophalt" - Ferti3teile abgezogen - die Schicht kann z.B. in der Faurik schon für die spätere Verklebung besonders präpariert sein und z.B. in der in Abb. 2 dargestellten Anordnung, die ja zuvor markiert wurde, und mit dem Untergrund verklebt..

Im Beispiel der Abb. 2 sind zwei Fahrbahnen mit "Norm Thermopalt" - Fertigteilen'verlegt. Die Fertigteile (9) liegen mit der langen Rechteckseite dicht aneinander und sind auch miteinander verklebt. Rechts und links der Straße laufen unter* den Randabdeckungen (10) die Stromzuleitungen (11 und 12). Die Fertigteile (9) sind nun so verlegt, daß diejenige kurze Rechtecksaite, an der sich die(an den Ecken befindlichen)Anschlußkontakte für den Flachenheizleiter befinden an den Straßenrand neben die Zuleitungen (11 u.12) zuließen kommt, während die gegenüber liegende kurze Rechteckseite mit dem in der Seitenmitte angebrachten Anschluß

(17) für die Erdungsleitung (16) zur Straßenmitte zeigt. Sind die Fertigteile (9) an die in der Straßenmitte verlaufende Erdungsleitung (16) angeschlossen, werden die Mittelabdeckungen (15), die auf der Rückseite Aussparungen für die Erdungsleitung (16) und die zu den Kontakten (1?) führenden Verzweigungen haben, rückseitig mit Kleber bestrichen, zwischen die "Norm - Th.ermopb.alt" - Fertigteile eingepaßt und auf den Straßenuntergrund aufgeklebt.

Je zwei Fertigteile (9) werden mit ihren benachbarten Kontakten (13) an das zunächst noch offen liegende Stromkabel (11) bzv/. mit den Kontakten (14) an das Stromkabel (12) angeschlossen. Größere Spannungsunterschiede auf engem Raum werden bei dieser Anschlußart vermieden, da die Entfernung entgegengesetzter Pole mindestens die Länge der kurzen Rechteckseite beträgt. Zuletzt werden die Stromzuleitungen (11 und 12), sowie die zu den Kontakten (13 und 14) führenden Verzweigungen durch die auf den Straßenuntergrund geklebten Randnormteile (10) abgedeckt und die Fugen vergossen.

Um nun den Verschleiß des "Norm - Thermophalt" - Straßenbelages besonders an den Fugen der Fahrbahn senkrecht zur Fahrtrichtung möglichst gering zu halten und ein Abheben des Belages z.B. bein Stop - Bremsen schwerer Fahrzeuge zu verhindern, sind die Fertigteile in der in Abb. 3 dargestellten Weise mit einem Winkelprofil ausgerüstet. Bei einer angenommenen Fahrtrichtung von rechts nach links überlappt die Verschleißschicht (6) des vorausgegangenen Profil-Fertigteiles die Isolierschichten (2 und 4) des nachfolgenden und liegt auf diesem auf. Die durch das Winkelprofil bedeutend vergrößerte Klebefläche zwischen den Fertigteilen erhöht die Festigkeit und macht die Fugen dichter gegen Feuchtigkeit von oben.

Im Gegensatz zu dem in Abb. 3 dargestellten Winkelprofil der langen Rechteckseite des "Norm - Thermophalt" - Fertigteiles steigt das Winkelprofil an den kurzen Rechteckseiten,

AO

an denen sich die Anschlüsse für die Stromleitungen bzw. der Erdun^sleitung befinden, beiderseits treppenartig an, wie es in Abb. 4 dargestellt ist. Dieses treppenartije Profil ergibt sich zwangsläufig aus dem gegebenen Ablauf in der Montage. Denn erst wenn beide Fahrspuren mit den "Norm - Thermophalt" - Fertigteilen verlegt und die Erdungsanschlusse getätigt sind, können die Mi^telabdeckungen (15) mit ihrem 2 - förmigen Winkelprofil eingesetzt und verklebt werden. Danach werden die Fertigteile (9) ^n Abb. 2 an die Stromzuleitungen (1Ϊ und 12) angeschlossen und jetzt erst werden im letzten Arbeitsgang die Randabdeckungen (10) montiert. Deshalb haben sie ein halbes T - Profil.

Abb. 5 zeigt die Bodenfläche zwB.ier Randabdeckungen (10). Beide Kabelführungen (für 11 und 12) und Verzweigungsstellen (für 15 und 14) sind in das Material der Platte eingelassen.

Claims (8)

Dr. Martta-Gottfriad Rocholl :,, ·.:!.' : ,:'.. Dipl.-Chemiker 6Θ Heidelberg 1 I Scheffelstra3e β · Telefon 46760 ^-' Schutzansprüche

1. Elektrisch beiieizbares Straßenbelagbauteil, gekennzeichnet durch ein in seiner elektrischen Leistung und den geometrischen Abmessungen genormtes, elektrisch beheizbares Straßenbelag - Fertigteil, das einen, zwischen elektrische Isolierstoffe eingebetteten Flächenheizleiter als Wärmequelle enthält, der seinerseits (wahlweise) durch ein dazwischen gelegtes, metallisches Erdungsgitter hindurch mit dLem Material der Straßenverschleißschicht iiberschichtet ist, wobei die Fertigteile unter Mitverwendung genormter Hilfsteile zu exner kompletten, elektrisch beheizbaren Straßendecke zusammengesetzt, angeschlossen und auf dem vorbereiteten Straßenuntergrund aufgeklebt werden (sind).

2. Elektrisch beheizbares Straßenbelagbauteil nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenheizleiter vorzugsweise aus einer elektrisch leitend gemachten Kunststoffschicht besteht (z.B. leitende Folie oder leitend beschichtetes Gewebe oder auch Vlies).

3. Elektrisch beheizbares Straßenbelagbauteil nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die den Flächenheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus epoxidhaltigen Verbindungen im Gemisch mit Polyamiden oder Polyaminen und Elastifizierungsmxtteln, sowie auch PoIysulfiden besteht.

4-. Elektrisch beheizbares Straßenbelagbauteil nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die den Flächenheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus Polyestern besteht.

5. Elektrisch beheizbares Straßenbelagbsuteil nach Ansprach 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die dei- Flächenheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus PoIyarethtnen besteht.

6. Elektrisch beheizbares Straßer"belagbauteil nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die den Flächenheizleiter einbettende Isolierschicht vorwiegend aus bitumi nösen Massen, gegebenenfalls mit Kunststoff-, Kautschukoder Chlorkautschukzusätzen besteht.

7. Elektrisch beheizbares Straßenbelagb^uteil nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Plächenheizleiter (3) und die beiden Isolierschichten (2 und 4-) in Form eines Bauelementes als leitende Preßplatte aus Kunststoff oder kunststoffbeschichteten Preßpappen oder aber als leitende Gummimatte (z.B. aus Natur-, synthetischem oder Silikon - Kautschuk) vorliegen.

8. Elektrisch beheizbares Straßenbelagbauteil nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die genormten Fertigteile an den Rändern ein treppenförmig gewinkeltes oder im spitzen Winkel ansteigendes oder ein anderes geeignetes Profil besitzen, das bei der Verlegung - in Fahrtrichtung gesehen - das darauffolgende Fertigteil teilweise überlappt und eine Vergrößerung der Klebeflächen zwischetn benachbarten Fertigteilen zur Folge hat.