DE1943007A1 - Flaechengebilde zur elektrischen Heizung von Kunstrasen,Planenstoffen,Wand- und Deckenbekleidungsstoffen,Bodenbelaegen,Teppichen,Fussbodenspeicherheizungen,Rohren und Kleidung - Google Patents

Description

• Position HX 5 Flächengebilde zur elektrischen Heizung von Kunstrasen, Planenstoffen, Wand- und Deckenbekleidungsstoffen, Bodenbelägen, Teppichen, Fußbodenspeicherheizungen, Rohren und Kleidung.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Kunstrasen, der durch Aufkaschieren auf ein elektrisch heizbaren Gewebe mit Normalspannung von 220 Volt erS,rmt werden kann, so daß er im Winter schnee- und eisfrei gehalten werden kann.
• Das Verlegen von Kunstrasen anstelle des Ublichen gewachsenen Rasens gewinnt laufend an Bedeutung. Der Kunstrasen besitzt im Vergleich zum Naturrasen eine ganze Reihe von Vorteilen, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Da bekanntlich viele Sportarten auch im Winter unter freiem Himmel durchgeführt werden, gehen die Vorteile des Kunstrasens naturgemMß verloren, wenn er mit einer Schnee- oder Eissohicht bedeckt ist. Es besteht somit die Notwendigkeit, einen Weg aufzuzeigen, wie man den den schnee- und eisfrei halten kann, um ihn auch im Winter bei Schneefall und Glatteisbildung spielbereit zu halten. Jedoch ist auch im Winter bei starkem Bodenfrost ohne Schneefall und Glatteisbildung die Erwärmung des Kunstrasens von Vorteil, da er durch den Frost und insbesondere durch das in ihm eventual gefrorene Wasser eine gewisse Härte und geringe Elastizität besitzt, die flir die Sportler, die den Rasen benutzen, wenig angenehm ist und die Gefahr von Verletzungen in sich birgt.
• Bei der hier beschriebenden Erfindung wird nun dieser bestehende Mangel des Kunstrasens dadurch behoben, daß man ein elektrisch leitfähiges Gewebe aus Synthesefasern, wie zum Beispiel Polyamid-. Polyester-, Polyacrylnitril-, Polypropylenfasern usw., das mit einer Rußausrüstung elektrisch @eitfähig gemacht worden ist, unter dem Rasen anbringt. Zur Isolation gegen den Untergrund befindet sich unter dem Heisgewebe eine Sch@umstoffschicht aus einem Kunststoff wie zum Beispiel Polyvinylchlorid, Polyurethan. Im einzelnen baut sich dieser flächenförmige Verbundkörper nach dem Sandwich-Prinzip von unten nach oben in folgender Weise auf: Zu unterst befindet rioh als Isolationsschicht eine Schaumstoffschicht aus PVC-Weischschaum mit geschlossenen Poren, die 10 mm dick ist. Darauf wird das elektrisch leitfähige und heizbare Gewebe mit einem Polyurethankleber auf Lösungsmittelbasis aufkaschiert. Das Heizgewebe selbst besteht aus Synthesefasern, die mittels einer Rußausrüstung elektrisch leitfähig gemacht worden sind. Die Imprägnierung wird mit einer wässrigen Rußdispersion, der etwas synthetischer Kleber zugesetzt worden ist, durch Tauchen, Abquetschen und Trocknen bei 120 bis 150° C durchgeführt. Am Rande im Abstand von 1,00 m befinden sich im Gewebe anstelle der synthetischen Fett.
• fäden Kupferlitzen mit einem Durchmesser von 0,50 mm, wobei hiervon soviele eingewebt werden, daß sie in einer Länge von 100 m mit einer Spannung von 220 Volt beschickt werden können, ohne da@ sie sich dabei übermäßig erwärmen. Dies Kupferlitzen dienen als Kaltleiter zur Einleitung des elektrischen Stromes in das Gewebe. An diese Kupferlitzen werden die zuführenden Stromkabel angelötet, wobei bei Anlegen von Wechselstrom die eine Kupferlitze die sogenannte Phase ist und damit die volle Spannung von 220 Volt trägt, wogegen die andere als Nullleiter fungiert und somit nicht unter Spannung steht.
• Bei dem verwendeten Gewebe handlet es sich um ein relativ schweres Gewebe mit einem Gewicht von 300 g pro q@. Die auf dieses Gewebe aufgebrachte Imprägnierung beträgt 200 g pro qm. Hiervon ist 80 % Ruß und 20 « synthetischer Kleber auf Polyvinylchlorid-Basis.
• Da die Spannung von 220 Volt unter ungünstigen Umständen lebensgefährlich sein kann, beispielsweise wenn man sie mit einem metallischen Gegenstand berührt, muß vor dem entgültigen Aufbrinegn des Rasens auf diese Heizschicht eine Schicht eingeklebt werden, die als elektrische Sicherung dient. Hierzu dient eine Aluminium-Folie in der Dicke von 0,01 mm, auf die eine Polyäthylen-Folie in der Stärke von 0,1 mm aufgegossen und damit fest verbunden ist. Diese Verbundschicht aus Aluminium und Polyäthylen wird mit der Polyäthylenseite auf das bereits auf dem Isolationsschaumstoff befindliche Heizgewebe aufgeklebt. Die Polyäthylen-Folie stellt gleichzeitig die Isolationsschicht zwischen Heizgewebe und Aluminium-Folie d@r, Wird nun beispielsweise ein Nagel aus Eisen in die das Heizgewebe enthaltene Verbundfläche von oben oder unten eingetrieben, so wird die in den Nagel einfließende Strommenge von dEr Aluminium-Folie aufgenommen und weiter geleitet und in die Breite verteilt und wird somit nicht mehr in voller Höhe am Nagel wirksam. Vielmehr wird durch einen Kurzschluß die Stromzuführung unterbrochen. Auf der Aluminium-Folie wird als letztes wiederum mit einem Polyurethan-Kleber der Kunstrasen aufkaschiert. Dieser elektrisch heizbare Kunstrasen kann in Form von Rollen transportiert und damit leicht verlegt werden, wobei der elektrische Anschluß entweder in Form von KabelatUcken bei der Herstellung sofort angelötet wird oder erst nach dem Verlegen auf dem Sportgelände an die stromführende Leitung angeschlossen wird.
• Neturgemäß können anstelie- des Kunstrasens auch andere Deckschichten auf dem heizbaren Flächenverbund aufkaschiert werden. Beispielsweise lassen sich Treglurthallen genau wie der Xunstrasen durch Anbringen der elektrisch heizbaren Schicht schnee- und eisfrei halten.
• Dies bedeutet für Traglufthallen einen erheblichen Vorteil, da sie nicht unter der Last des daraufliegenden Schnees heruntergedrückt werden. Die Verwendung von Trsg?tllen im Winter und insbesondere in Gegenden in denen sehr viel Schnee fällt ist hierdurch erfindungsgemäß problemlos geworden. Der Planenstoff, - durchweg aus einem Gewebe in Leinenbindung aus Synthesefasern,wie zum Beispiel Polyamid-oder Polyesterfasern, das mit Polyvinylchlorid beidseitig beschichtet ist, läßt sich sehr leicht anstelle- des Kunstrasens auf den flächenförmigen elektrisch heizbaren Sandwich-Verbundkörper aufkaschieren, wobei die Verklebung mittels eines Polyurethanklebers erfolgt.
• Die einzige Xnderung gegenüber der zur beschriebenen Herstellung des elektrisch heizbaren Kunstrasens besteht darin, daß der auf kaschierte Planenstoff an jeder Seite 5 bis 10 cm den darunter befindlichen elektrisch heizbaren Verbundkörper Uberragen muß)D um eine Verschweißung der Bahnen miteinander zu ermöglichen. Hierdurch wird die übliche Herstellung von Traglufthallen, die durch Verschweißen der einzelnen Planenstoffbahnen miteinander bewerkstelligt wird,trotz der vorhandenen Heizschicht nicht behelligt.
• Kaschiert man auf das herzbare Flächengebilde anstelle des Kunst rans bezw. des Planenstoffes einen Dekorationsstoff oder eine tapetenartige Papierbahn, so kann man diesen Verbundkörper als elektrisch heizbare Wandbekleidung oder elektrisch heizbare Tapete einsetzen. Hierbei dient die zu unterst befindliche Schaumstoffschicht nicht nur zur Wärmeisolation, sondern aucb zur Schalldämmung und zur Einsparung von Wandmörtel oder Putz. Aut dem Gebiet der elektrischen Wandheizung sind bisher schon eine Reihe von Vorschlägen gemacht werden, Beispielsweise hat man gewebeartige Flächen gebilde hergestellt, in denen man in Schuß-oder Kettrichtung oder in beiden Richtungen Kabel eingewebt oder eingearbeitet hat, die als elektrischer Widerstand dienen und sich beim Beschicken mit elek trischem Strom erwärmen. Die Herstellung solcher Gebilde ist sehr kostspielig und ihre Anwendung ist schwierig, so daß sie bisher keinerlei technische Bedeutung erlangen konnten. Bei einen anderen Verfahren ist an dazu übergegangen Metallfolien, zum Beispiel aus Aluminium oder Eisen, auf eine Kunststoff-Folie aufzukleben. Aus der Polige hat man verschiedene Stellen weggeätzt und leitet den elektrischen Strom durch den flest der geätzten Metallfolten. Auf diese Weise erzeugt man einen Widerstand der zur Aufheizung der Metallfolie ttlhrt. Dieser Weg ist ebenfalls sehr aufwendig und kostspielig und hat bisher keinerlei technische Bedeutung erlangt.
• Im Vergleich hierzu liegen bei der hier beschriebenen Neuerung die Verhältnisse wesentlich anders. Das verwendete Herzgewebe ist über seine gesam@te Fläche zwischen den beiden Kupferlitzen in seinem elektrischen Widerstand so gleichmäßig, daß an jedem Punkt des Gewebes zwischen den stromführenden Kupferlitzen praktisch die gleiche Temparatur herrscht. Hierbei: liegt die Temparaturabweichung nach oben bzw.naah unten vom gewünschten Sollwert unter 1 ° C. Der Sollwert liegt bei der elektrisch heizbaren Wandbekleidung nicht über 30 ° C. Je nach Größe der Fläche, die in einem Raum mit der elektrisch heizbaren Wandbekleidung ausgestattet ist, kann die Oberflächentemperatur der Wandbekleidung bis auf 25 ° C gesenkt werden, ohne das man Gefahr läuft, daß an sehr kalten Tagen die Heizung des Raumes nicht ausreicht. Dies konnte durch entsprechende Versuche erhärtet werden.
• Neben der Wandheizung kommt naturgemäß auch eine Deckenheizung als Raumheizung infrage. Hierbei kann man zwei verschiedene Wege der Anbringung beschreiten. Erstens kann man die Deckenheizung in der gleichen Weise anbrii ;en wie man die Wandbekleidung anbringt, nämlich durch Aufkleben der elektrisch heizbaren Verbundschicht unmittelbar auf die Deckenrläohe mit Hilfe eines guten Kunststoffklebers. Zweitens kann man den zuoberst liegenden Dekorationsstoff oder Vlies bzw. Papier weglassen und durch eine starre Schicht, die unter die Decke gehängt wird, ersetzen. Hierbei wird der elektritsch heizbare Sandwich mit seiner Aluminiumschicht aut die hängende Decke aufgeklebt. Hierbei befindet sich nach dem Aufkleben des heizbaren Flächengebildes zwischen der hängenden Decke einschließlich des aufgeklebten Flächengebildes noch ein Zwischenrau@ von 2 bis 5 cm, der als Luftisolationsraum dient.
• Neben der Wand- und @eckenheizung kann man naturgemäß das elektrisch heizbare Flächengebilde auch in einer Fußbodendirektheizung verwenden.
• Hierbei wird als obe@ste Schicht auf den Flächenartigen Verbundkörper Bodenbelagsmaterial c der ein Teppich aufgeklebt. Die Temparatur an der Oberfläche des flächenförmigen Bodenheizgebildes darf in keinem Falle 25 ° C übersteigen, da jede Temperatur, die höher als 25 ° C liegt an den FUßen unangenehm warm empfunden wird und die Bildung von Fußschweiß erhöht. Neben der Fußbodendirektheizung kann das elektrisch heizbare Flächengebilde auch in Fußbodenspeicherheizungen mit Vorteil eingebaut werden, wobei jedoch der durchweg verwendete PVC-Weichschaum als Isoltermasse duroh einen solchen aus Hartschaum ersetzt werden muß, da der Weischschaum ansonsten von der darauf lastenden Betonschicht zu sehr zusammengepresst wird und dadurch in seiner Isollerwirkung beeinträchtigt ist. Bekanntlich wird bei der Nachtspeicherheizung ein Zementblock mit einer Dicke von 8 bis 10 cm, der in den meisten Fällen den ganzen Pußboden des zu erwärmenden Raumes bedeckt, während einer bestimmten Zeit, vorzugsweise in der Nacht zwischen 22 uhr und 6 Uhr mit elektrischem Strom geheizt. Die im Zementblock gespeicherte Wärme wird tagsUber von diesem an die im Raum berindliche Luft allmählich abgegeben. Bisher werden solche elektrischen Nachtspeicherfußbodenheizungen ausschließlich mit isolierten Metalldrähten, die mit vielfachen Windungen im Inneren des Fußbodens hin und her verlegt werden, geheizt. Die Zerlegung dieser Kabel ist umständl oh und aufwendig und außerdem hat diese Art der Heizung den Nachte 1, daß sie ganz ausfällt,sobald das Kabel an einer Stelle beschädigt wird. Einen technischen Fortschritt stellt dagegen das hier als Erfindung beschriebene elektrisch heizbare Flächengebilde dar. Dieses kann mühelos und schnell in Bahnen auf den Fußboden vor der Aufbringung des su heizenden Zementsockels verlegt werden, wobei die Bahnen einzeln an das Stromnetz angeschlossen werden, so daß bei Ausfall einer Bahn durch einen Def@ekt oder eine Beschädigung der Kupferlitze die Ubrigen Bahnen noch weiter intakt bleiben und damit die Heizungsmöglichkeit gegeben bleibt.
• Eine industriell und volkswirtschaftlich wertvolle Anwendung der Erfindung liegt auf dem Gebiet der Erwärmung von Rohren, duroh die Flüssigkeiten gepumpt werden. Speziell bei der Trinkwasserversorgung der Bevölkerung kommt es häufig vor, daß die Trinkwasser förderndeii Rohre nicht im Erdreich verlegt werden können, sondern beispielsweise unter Brücken oder am Rande von Fußbetten frei in der luft hängen und damit der Witterung g voll ausgesetzt sind. Um im Winter die Trinkwasserversorgung der Bevölkerung zu garantieren, müssen diese Rohre äußerst sorg@ältig und damit auoh umständlich isoliert werden, um ein Einfrieren des darm befindlichen Wassers, daß insbesondere dann geschehen kann, wenn das Wasser steht oder nur langsam fließt, zu verhindern. Umwickelt an diese Rohre mit dem hier als Erfindung beschriebenen elektrisch heizbaren Flächengebilde, so kinn man bei Eintreten einer Kälteperiode mit Temperaturen, die 0 ° C wesentlich unterschreiten, mittels elektrischer Heizung des Flächengebildes und der in den Rohren geführten Flüssigkeiten, zum Beispiel Wasser, verhindern, daß die Flüssigkeit einfriert.
• Neben dieser fUr die Trinkwasserversorgung der Bevölkerung wichtigen Neuerung ist das elektrisch heizbare Flächengebilde auch zum Umwickeln von Rohren, die hauptsächlich im industriellen Bereich ein gesetzt werden und die geschmolzene Flüssigkeiten transportieren sollen, die bei normaler Temperatur im festen Aggregatzustand vorliegen, besonders geeignet. Auch lassen sich hochviskose Flüssigkeiten in erwäriten Röhren bekanntlich besser transportieren als in kalten Rohren, da die Viskosität der Flüssigkeit vor allem an der Rohrinnenwand herabgesetzt wird, was eine Erniedrigung der Reibung zur Folge hat und damit ein besseres und schnelleres Strömen der hochviskosen Flüssigkeit zuläßt.
• Neben dem durchweg technischen Einastz des Flächengebildes, wobei letzteres praktisch in allen Ollen zu stationärer Anwendung kommt, ist auch die Erfindung im Bereich des textilen Sektors, speziell auf dem Gebiet der Bekleidung, anwendbar. Beispielsweise können Taucheranzüge, Kälteschutzanzüge, Seerettungsanzüge und normale Winterbekleidung mit dem elektrisch leitfähigen und heizbaren Flächengebilde ausgestattet und somit geheizt werden. Die Stromspannung sollte hierbei in Jedem Ralle Sicherheitsspannung sein und 42 Volt nicht überschreiten, um eine Gefährdung des Trägers der Kleidung durch den elektrischen Strom zu vermeiden. In den meisten Fällen dient als Stromlieferant eine Batterie mit einer Spannung von 1 bis 6 Volt. Diese muß in die Kleidung mit eingearbreitet, werden, um den Träger von einer stationären Stromquelle unabhängig und damit beweglicher zumachen. Hierbei ist die Batterie, die sich je nach Größe in den meisten Fällen in 6 bis 10 Stunden erschöpft, nach dieser Zeit durch eine andere zu ersetzen oder, sofern sie dazu geignet ist, mit Normalstrom wieder aufzuladen.
• Vorzugsweise die ßrust- und Rückenpartie sind mit dem flexibelen elektrisch heizbaren Flächengebilde zu versehen, wobei sich der isolierende Schaumstoff außen und das Heizgewebe innen befindet und ie Aluminium-Folie und auch die Polyäthylen-Folie weggelassen werden können, da mit Sicherheitsspannung gearbeitet wird, um da durch beim Träger dieser heizbaren Kleidung vor allen Dingen die Gegend um Herz und Lunge durch das erwärmte Flächengebilde vor Unterkühlung zu schUtzen.
• Der Aufbau des Plächengebildes ist in Figur eins schematisch dar gestellt. Hierbei soll seint 1) Kunstrasen, Planenstoff, Wandbekleidungsstoff, Deckenbekleidungsstoff oder unter Trage platte einer Deekenhetsung, Bodenbelag, Teppich, Zementmörtelsockel einer Nachtspeicherheizung oder Rohrwandung.
• 2) Erste Klebstoffschicht.
• 3) Aluminium-Folie als Nul-leiter.
• 4) Polyäthylen-Folie.
• 5) Zweite Klebstoffschicht.
• 61 Heisgewebe.
• 7) Dritte Klebstoffschicht.
• 8) Polyvinylchlorid-Weichschaum mit geschlossenen Poren.
• 9) Küpferlitzen als Kaltleiter zur Stromeinführung.
• Die besohrlebene Erfindung ist so vielseitig verwendbar und stellt eine technische Neuerung d@n daß hierfür der Schutz begehrt wird.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h

   Anspruch 1 Flächengebilde zur elektrischen Heizung vno Kunstrasen, Planenstoffen, Wand und Deckenbekleidungsstoffen, Bodenbelägen und Teppichen sowie Rohren,dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Isolationsschicht aus Polyvinylchlorid-Weichschaum mit geschlossenen Poren als Isolationsschicht, eins mit Ruß ausgerüsteten Gewebe aus Synthesefasern, das elektrisch leitfähig ist und am Rande Kupferlitzen als Kaltleiter zur Stromeinführung enthält, einer Aluminium-Folie mit aufgegossener Polyäthylen--Folie u?id einer Deckschicht aus einem textilen bzw. textil ähnlichen Flächengebilde besteht und mit einer elektrischen Spannung von 220 Volt auf eine Temperatur von 10 ° C bis 60 ° C erwärmt werden kann.

   Anspruch 2 Flächengebilde zur elektrischen Heizung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich anstelle der textilen Deckschicht eine solche aus Holz, Metall, Zementmörtel oder einem ähnlichen Baustoff befinden kann. Auch kann die Abdeckung mittels einer Kunststoffplatte erfolgen.

   Anspruch 3 Flächengebilde zur elektrischen Heizung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Normalspannung von 220 Volt auch die Sicherheitsspannung bis 24 Volt verwendet werden kann und daß anstelle des Fußimprägnierten Gewebes als eingentlicher Heizträger ein vernickeltes Gewebe oder ein Gewebe bzw. ein anderes textiles Flächengebilde, zum Beispiel Gewirk, Vlies oder Nähgewirk, welches mit einer elektrisch leittähigen Beschichtung versehen ist, verwendet wirdO Weiterhin kann ein Metallfaservlies oder -gewebe als Heizquelle dienen.

   Anspruch 4 Flächengebilde zur elektrischen Heizung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß anstelle des PVC-Weichschaums, PVC-Hartschaum oder ein Faservlies als untere Isolationschicht verwendet wird, Anspruch 5 Flächengebilde zur elektrischen Heizung gemäß Anspruch 1 bis X, dadurch gekennzeichnet, daß es auch in Kleidungsstücke, wie zum Beispiel Taucheranzüge, Kältesuchtzanzüge, Seerettungsanzüge usw., eingearbeitet werden Icann und zu deren Erwärmung dient.