DE102016109121B4 - Mobile heating system and heating method - Google Patents

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Abstract

Mobiles Heizsystem (2) zur Beschleunigung chemischer Prozesse an einem Objekt (4) durch Wärmezufuhr, insbesondere zur Verwendung zu Reparaturzwecken von Verbundwerkstoffen in einem Luftfahrzeug, das mobile Heizsystem aufweisendein Gehäuse (6) mit einem Innenraum,eine an dem Gehäuse (6) angeordnete Wärmeerzeugungseinrichtung (8) zur Erzeugung von Wärme in dem Gehäuse (6),einen Energiespeicher (10) zur autonomen Versorgung des Heizsystems (2) mit Energie, undeinen Adapter (12), welcher einerseits an das Gehäuse (6) lösbar koppelbar ist und andererseits mit dem Objekt (4) in Kontakt bringbar ist, wobei der Adapter (12) einen Wärmeleitkanal (36) aufweist, um in dem Gehäuse (6) erzeugte Wärme auf das Objekt (4) zu übertragen, und wobei der Adapter (12) an eine Oberflächenform des Objekts (4) konturnah anpassbar ist, um eine wärmeisolierende Abdichtung des Adapters (12) an dem Objekt (4) zu ermöglichen.Mobile heating system (2) for accelerating chemical processes on an object (4) by supplying heat, in particular for use in repairing composite materials in an aircraft, the mobile heating system having a housing (6) with an interior, a heat generating device arranged on the housing (6). (8) for generating heat in the housing (6), an energy store (10) for autonomously supplying the heating system (2) with energy, and an adapter (12) which can be detachably coupled to the housing (6) on the one hand and with the object (4) can be brought into contact, the adapter (12) having a heat conducting channel (36) in order to transfer heat generated in the housing (6) to the object (4), and the adapter (12) to a Surface shape of the object (4) can be adapted close to the contour in order to enable a heat-insulating seal of the adapter (12) on the object (4).

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft ein mobiles Heizsystem sowie ein Verfahren zum Erwärmen von Flächen eines Objekts.The invention relates to a mobile heating system and a method for heating surfaces of an object.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Zur Reparatur oder Umarbeitung von Faserverbundstrukturen kann Wärme erforderlich sein, um ausgewählte Flächenabschnitte an Objekten zum Aushärten von Harz zu Erwärmen. Um Wärme objektnah zu erzeugen, sind stationäre Wärmeerzeugungseinrichtungen, die ein entsprechend in Bezug auf die Wärmeerzeugungseinrichtung platziertes Objekt erwärmen können, und Systeme bekannt, die in Bezug auf das Objekt platziert werden. Derartige Systeme sind häufig unflexibel und gestatten keine einfache und schnelle Handhabung.Repair or reworking of fiber composite structures may require heat to heat selected surface portions on objects to cure resin. In order to generate heat close to an object, stationary heat generating devices that can heat an object appropriately placed with respect to the heat generating device and systems that are placed with respect to the object are known. Such systems are often inflexible and do not allow easy and quick handling.

US 6435242 B1 befasst sich mit einer Druckapplikatorvorrichtung zum Aufbringen von Druck auf einen Reparaturfleck einer Reparaturoberfläche. Die Druckapplikatorvorrichtung ist mit einem allgemein ringförmigen Saugelement versehen, um eine Saugbefestigung an der Reparaturverbundoberfläche um den Reparaturflicken herum bereitzustellen. US6435242B1 relates to a pressure applicator device for applying pressure to a repair patch of a repair surface. The pressure applicator device is provided with a generally annular suction member to provide suction attachment to the repair composite surface around the repair patch.

US 5975183 A befasst sich mit einer Druckapplikatorvorrichtung zum Aufbringen von Druck auf einen Reparaturflicken einer Flugzeugoberfläche mit variabler Kontur, wobei die Druckapplikatorvorrichtung mit einer aufblasbaren Druckblase versehen ist. Die Blase ist zum Ausüben von Druck auf den Reparaturflicken konfiguriert und besteht aus einem allgemein flüssigkeitsundurchlässigen elastischen Material. US5975183A relates to a pressure applicator device for applying pressure to a repair patch of a variable contour aircraft surface, the pressure applicator device being provided with an inflatable pressure bladder. The bladder is configured to apply pressure to the repair patch and is made of a generally liquid impervious resilient material.

US 4652319 A befasst sich mit einem konformen Ofen, der flexible Seitenwände hat, damit er sich an eine konturierte Oberfläche anpassen und gegen diese abdichten kann. Ein Vakuumversiegelungsbeutel wird über einem Fleck auf einer konturierten Oberfläche, wie einem Flugzeugflügel, der aus einem Epoxid-Verbundmaterial hergestellt ist, versiegelt. US4652319A addresses a conformal oven that has flexible sidewalls to allow it to conform to and seal against a contoured surface. A vacuum seal bag is sealed over a patch on a contoured surface, such as an airplane wing, made of an epoxy composite.

EP 2509777 B1 befasst sich mit einer Ersatzflickenanordnung für einen Nachbearbeitungsbereich einer Struktur. Die Ersatzflickenanordnung umfasst einen Ersatzflickenkörper, der aus einem Material zum Abziehen von Feuchtigkeit aus dem Nachbearbeitungsbereich gebildet sein kann. EP 2509777 B1 deals with a replacement patch assembly for a post-processing area of a structure. The replacement patch assembly includes a replacement patch body, which may be formed from a material for wicking moisture from the post-processing area.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein mobiles Heizsystem, dessen Handhabung gegenüber vorbekannten Lösungen stark verbessert ist, und ein verbessertes Verfahren zum gezielten Erwärmen eines Objekts unter Verwendung des Heizsystems zu schaffen.It is the object of the invention to create a mobile heating system, the handling of which is greatly improved compared to previously known solutions, and an improved method for the targeted heating of an object using the heating system.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein mobiles Heizsystem zur Beschleunigung chemischer Prozesse an einem Objekt durch Wärmezufuhr, beispielsweise zur Verwendung zu Reparaturzwecken von Verbundwerkstoffen in einem Luftfahrzeug, geschaffen. Das mobile Heizsystem weist ein Gehäuse mit einem Innenraum, eine an dem Gehäuse angeordnete Wärmeerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Wärme in dem Gehäuse, einen Energiespeicher zur autonomen Versorgung des Heizsystems mit Energie, und einen Adapter auf, welcher einerseits an das Gehäuse lösbar koppelbar ist und andererseits mit dem Objekt in Kontakt bringbar ist, wobei der Adapter einen Wärmeleitkanal aufweist, um in dem Gehäuse erzeugte Wärme auf das Objekt zu übertragen, und wobei der Adapter an eine Oberflächenform des Objekts konturnah anpassbar ist, um eine wärmeisolierende Abdichtung des Adapters an dem Objekt zu ermöglichen.According to one aspect of the invention, a mobile heating system is provided for accelerating chemical processes on an object by supplying heat, for example for use in repairing composite materials in an aircraft. The mobile heating system has a housing with an interior, a heat generating device arranged on the housing for generating heat in the housing, an energy storage device for autonomously supplying the heating system with energy, and an adapter, which can be detachably coupled to the housing on the one hand and to it on the other can be brought into contact with the object, the adapter having a heat-conducting channel in order to transfer heat generated in the housing to the object, and the adapter being adaptable to a surface shape of the object in a contour-close manner in order to enable a heat-insulating seal of the adapter on the object .

Das Gehäuse kann beispielsweise als rechteckiger Kasten ausgebildet sein. Zudem kann das Gehäuse aus einem feuerfesten Material hergestellt sein. Als Materialien kommen beispielsweise feuerfestes Papier, Verbundmaterialien oder isoliertes Holz in Frage. Darüber hinaus kann das Gehäuse zumindest abschnittsweise wabenartig ausgebildet sein.The housing can be designed as a rectangular box, for example. In addition, the housing can be made of a fireproof material. Examples of materials that can be used are fireproof paper, composite materials or insulated wood. In addition, the housing can have a honeycomb design, at least in sections.

Die Wärmeerzeugungseinrichtung kann beispielsweise eine Einrichtung sein, die dazu in der Lage ist, Luft im Inneren des Gehäuses zu erwärmen. Auf diese Weise kann die Luft in dem Gehäuse auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht werden, wodurch ein gleichmäßiges Erwärmen der Oberfläche des Objekts möglich ist. Die Wärmeerzeugungseinrichtung kann eine Einrichtung sein, welche Strahlungswärme erzeugt.The heat generating device may be, for example, a device capable of heating air inside the housing. In this way, the air in the housing can be brought to a predetermined temperature, which enables the surface of the object to be heated evenly. The heat generating device may be a device that generates radiant heat.

Des Weiteren weist das mobile Heizsystem einen Energiespeicher zur autonomen Versorgung des Systems mit Energie auf. Der Energiespeicher kann beispielsweise ein Akkumulator sein, der in dem mobilen Heizsystem austauschbar oder integral vorgesehen ist.Furthermore, the mobile heating system has an energy store for autonomously supplying the system with energy. The energy store can be an accumulator, for example, which is exchangeable or integrally provided in the mobile heating system.

Der Adapter ist an das Gehäuse lösbar koppelbar ausgebildet. Eine lösbare Kopplung kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, wobei vorzugsweise ein werkzeugfreier Schnellverschluss, beispielsweise eine Klemmbefestigung gewählt werden kann. Eine Flanschverbindung mittels Schrauben ist jedoch auch denkbar. Insgesamt sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar, die eine im Wesentlichen luftdichte Kopplung des Adapters an das Gehäuse ermöglichen. Die Seite des Adapters, welche an das Gehäuse lösbar koppelbar ist, wird nachfolgend auch als Kopplungsseite des Adapters bezeichnet.The adapter is designed so that it can be detachably coupled to the housing. A releasable coupling can be produced in different ways, with a tool-free quick-release fastener, for example a clamp fastening, preferably being able to be selected. However, a flange connection using screws is also conceivable. Overall, different configurations are conceivable that provide a substantially airtight coupling of the adapter enable the housing. The side of the adapter that can be detachably coupled to the housing is also referred to below as the coupling side of the adapter.

Der Adapter ist auch mit dem Objekt in Kontakt bringbar. Insbesondere kann der Adapter ausgebildet sein, um mit seiner der Kopplungsseite entgegengesetzten Seite in Kontakt bringbar zu sein. Diese Seite kann auch als Kontaktseite des Adapters bezeichnet werden.The adapter can also be brought into contact with the object. In particular, the adapter can be designed so that its side opposite the coupling side can be brought into contact. This side can also be called the contact side of the adapter.

Der Adapter hat einen Wärmeleitkanal, um in dem Gehäuse erzeugte Wärme auf das Objekt zu übertragen. Beispielsweise kann der Adapter eine Wandstärke und Abmessung aufweisen, die der Wandstärke und der Abmessung des Gehäuses im Wesentlichen entspricht.The adapter has a heat conduction channel to transfer heat generated in the housing to the object. For example, the adapter can have a wall thickness and dimensions that essentially correspond to the wall thickness and dimensions of the housing.

Um eine wärmeisolierende Abdichtung des Adapters an dem Objekt zu ermöglichen, ist der Adapter an eine Oberflächenform des Objekts konturnah anpassbar. Dabei kann zumindest ein Teilbereich des Adapters auf der Kontaktseite des Adapters konturnah anpassbar sein. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung soll unter konturnah anpassbar eine solche Anpassung verstanden werden, die es ermöglicht, dass der Adapter dann, wenn er mit der Oberfläche des Objekts in Kontakt ist, möglichst vollumfänglich an dem Objekt anliegt. Mit anderen Worten sollen Spalte bzw. Zwischenräume vollständig vermieden oder zumindest so klein wie möglich gehalten werden. Auf diese Weise wird an der Verbindungsstelle von Adapter zu Objekt eine gute Isolierung erzielt, da möglichst wenig, bestenfalls keinerlei Wärme aus dem Adapter entweichen kann und für die Erwärmung der Oberfläche des Objekts zur Verfügung steht. Um eine bestmögliche Abdichtung zu schaffen, kann ein evtl. verbleibender Spalt auch mit geeigneten Abdichtmitteln, verschlossen werden. Denkbar ist zum Beispiel die Verwendung eines Klebebands.In order to enable a heat-insulating seal of the adapter on the object, the adapter can be adapted to a surface shape of the object in a contour-close manner. At least a partial area of the adapter on the contact side of the adapter can be adaptable close to the contour. In the context of the present disclosure, adaptable close to the contour is to be understood as meaning an adaptation that allows the adapter to rest against the object as completely as possible when it is in contact with the surface of the object. In other words, gaps or gaps should be completely avoided or at least kept as small as possible. In this way, good insulation is achieved at the connection point between the adapter and the object, since as little heat as possible, and ideally no heat at all, can escape from the adapter and is available for heating the surface of the object. In order to create the best possible seal, any remaining gap can also be sealed with suitable sealants. For example, the use of an adhesive tape is conceivable.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Adapter kontaktseitig bzw. objektseitig zumindest abschnittsweise aus einem formbaren Material hergestellt, welches zuschneidbar und/oder elastisch verformbar ist.According to a preferred embodiment, the adapter is made at least in sections on the contact side or on the object side from a malleable material that can be cut to size and/or elastically deformed.

Das Material kann insbesondere manuell formbar sein. Dies bedeutet, dass ein Nutzer das Material von Hand formen kann. Vorzugsweise ist das Material so gewählt, dass dieses durch den Nutzer zuschneidbar ist. Auf diese Weise wird dem Nutzer die Möglichkeit gegeben, durch Zuschneiden des Adapters oder zumindest eines Abschnitts des Adapters sicherzustellen, dass der Adapter besser mit dem Objekt in Kontakt gelangen kann.In particular, the material can be shaped manually. This means that a user can shape the material by hand. The material is preferably selected in such a way that it can be cut to size by the user. In this way, the user is given the opportunity to ensure, by cutting the adapter or at least a section of the adapter, that the adapter can better come into contact with the object.

Das Material kann beispielsweise elastisch oder plastisch verformbar sein. Beispielsweise kann der Kontaktabschnitt eine Dichtlippe aufweisen, die aus Gummi, Moosgummi oder Silikon besteht.The material can be elastically or plastically deformable, for example. For example, the contact section can have a sealing lip made of rubber, foam rubber or silicone.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das mobile Heizsystem ferner ein Gebläse zur Umwälzung von erwärmter Luft im Inneren des Gehäuses derart, dass eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche des Objekts ermöglicht wird. Das Gebläse kann einen Luftstrom erzeugen, der eine optimale Wärmeverteilung im Gehäuse bzw. an der Oberfläche bewirkt.According to a preferred embodiment, the mobile heating system also has a fan for circulating heated air inside the housing in such a way that the surface of the object is heated as uniformly as possible. The fan can generate an air flow that causes optimal heat distribution in the housing or on the surface.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das mobile Heizsystem ferner eine Temperaturerfassungseinrichtung, welche eine Temperatur im Inneren des Gehäuses und/oder eine Temperatur an der Oberfläche des Objekts erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt. Die Temperaturerfassungseinrichtung kann beispielsweise ein Pyrometer sein.In a further preferred exemplary embodiment, the mobile heating system also has a temperature detection device, which detects a temperature inside the housing and/or a temperature on the surface of the object and outputs a corresponding signal. The temperature detection device can be a pyrometer, for example.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das mobile Heizsystem eine Steuereinrichtung zum Steuern des mobilen Heizsystems, wobei die Steuereinrichtung konfiguriert ist, um die Wärmeerzeugungseinrichtung und/oder das Gebläse unter Verwendung von zur Verfügung gestellten Signalen zu steuern.According to a further embodiment, the mobile heating system has a controller for controlling the mobile heating system, wherein the controller is configured to control the heat generating device and/or the fan using signals that are made available.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die Wärmeerzeugungseinrichtung mehrere Wärmeerzeugungselemente, insbesondere PTC Elemente, die wahlweise einzeln oder in Kombination betreibbar sind, um vorbestimmte Temperaturen zu erzeugen. Durch geeignete Schaltung der PTC Elemente kann die Wärmeerzeugungseinrichtung unterschiedliche Temperaturen erzeugen. Einzelne PTC Elemente können dabei eingerichtet sein, um vorbestimmte Einzeltemperaturen zu erzeugen. Anders gesagt kann jedes PTC Element eingerichtet sein, eine einzige bestimmte Temperatur zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Wärmeerzeugungseinrichtung konfiguriert werden, eine bestimmte Anzahl unterschiedlicher Temperaturen bereitzustellen, welche üblicherweise zur Beschleunigung ausgewählter chemischer Prozesse, beispielsweise zur Aushärtung von Harz oder zur Trocknung von Lacken, geeignet sind.According to a further embodiment, the heat generating device has a plurality of heat generating elements, in particular PTC elements, which can be operated either individually or in combination in order to generate predetermined temperatures. By suitably switching the PTC elements, the heat generating device can generate different temperatures. Individual PTC elements can be set up to generate predetermined individual temperatures. In other words, each PTC element can be set up to generate a single specific temperature. In this way, the heat generating device can be configured to provide a certain number of different temperatures, which are usually suitable for accelerating selected chemical processes, for example for curing resin or drying paints.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die mobile Heizeinrichtung ferner einen elektrischen Anschluss zum Anbinden einer externen Stromquelle an das mobile Heizsystem. Auf diese Weise kann die mobile Heizeinrichtung beispielsweise betrieben werden, sollte der Energiespeicher keine Energie bereitstellen können, weil dieser beispielsweise leer oder defekt ist. Zudem kann das mobile Heizsystem so eingerichtet sein, dass der Energiespeicher unter Verwendung des elektrischen Anschlusses aufgeladen bzw. mit Energie versorgt werden kann. Des Weiteren kann das mobile Heizsystem so konfiguriert sein, dass dann, wenn diese über den elektrischen Anschluss mit einer externen Stromquelle verbunden ist, im Vergleich zur Versorgung der mobilen Heizeinrichtung mit Energie aus dem Energiespeicher, höhere Temperaturen erzeugt werden können. Anders gesagt kann das System so ausgelegt sein, dass einem Nutzer bei Anschluss des mobilen Heizsystems an eine externe Stromquelle weitere, insbesondere höhere vorbestimmte Temperaturen zur Auswahl angeboten werden.According to a preferred embodiment, the mobile heating device also has an electrical connection for connecting an external power source to the mobile heating system. In this way, the mobile heating device can be operated, for example, if the energy store cannot provide any energy because it is empty or defective, for example. In addition, the mobile heating system can be set up so that the Energy storage can be charged or supplied with energy using the electrical connection. Furthermore, the mobile heating system can be configured in such a way that when it is connected to an external power source via the electrical connection, higher temperatures can be generated in comparison to supplying the mobile heating device with energy from the energy store. In other words, the system can be designed in such a way that a user is offered additional, in particular higher, predetermined temperatures to choose from when the mobile heating system is connected to an external power source.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das mobile Heizsystem eine Haltevorrichtung zur Befestigung des mobilen Heizsystems an dem Objekt aufweisen. Die Haltevorrichtung ist insbesondere dazu gedacht, das mobile Heizsystem an dem Objekt zu halten, insbesondere das Gehäuse mit dem Adapter so an dem Objekt zu halten, dass der Adapter auf dessen Kontaktseite mit dem Objekt in Kontakt ist. Dabei sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Haltevorrichtung möglich. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung ausgebildet sein, um das mobile Heizsystem mit einer vorbestimmten Kraft an das Objekt zu Drücken.According to a preferred embodiment, the mobile heating system can have a holding device for fastening the mobile heating system to the object. The holding device is intended in particular to hold the mobile heating system on the object, in particular to hold the housing with the adapter on the object in such a way that the adapter is in contact with the object on its contact side. Different configurations of the holding device are possible. For example, the holding device can be designed to press the mobile heating system against the object with a predetermined force.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung eine Stützvorrichtung auf, die an dem Objekt lösbar und reibschlüssig haftend befestigbar ist. Die Stützvorrichtung kann einen Stützabschnitt aufweisen, der an dem Objekt abstützbar ist. Beispielsweise kann die Stützvorrichtung eine Stützfläche aufweisen, die den gewünschten Kontakt mit dem Objekt herstellen kann.According to a preferred embodiment, the holding device has a support device that can be attached to the object in a detachable and friction-locked manner. The support device can have a support section which can be supported on the object. For example, the support device can have a support surface that can make the desired contact with the object.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stützvorrichtung eine Anpresskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Anpresskraft in Richtung Objekt auf, wobei die Anpresskrafterzeugungsvorrichtung insbesondere eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung, beispielsweise einen mechanisch betätigbaren Saugfuß, aufweist.According to a preferred embodiment, the support device has a contact pressure force generating device for generating a contact pressure force in the direction of the object, wherein the contact pressure force generating device has in particular a vacuum generating device, for example a mechanically actuatable suction foot.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung einen Verriegelungsbolzen auf, welcher zur Befestigung an im Objekt vorgesehenen Öffnungen geeignet ist. Beispielsweise können im Objekt zu anderen Zwecken Öffnungen vorgesehen sein, die sich die Haltevorrichtung zu Nutze machen kann und zum Halten des mobilen Heizsystems an dem Objekt verwenden kann. Auf diese Weise kann in einfacher Form eine zuverlässige Befestigung des mobilen Heizsystems an dem Objekt geschaffen werden.According to a further preferred embodiment, the holding device has a locking bolt which is suitable for attachment to openings provided in the object. For example, openings can be provided in the object for other purposes, which the holding device can make use of and can use to hold the mobile heating system on the object. In this way, the mobile heating system can be reliably attached to the object in a simple manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gehäuse aus einem feuerfesten Material hergestellt sein, vorzugsweise aus einer Wabenstruktur aus Papier, einer Verbundstruktur oder isoliertem Holz.According to a preferred embodiment, the housing may be made of a refractory material, preferably a honeycomb structure of paper, composite structure or insulated wood.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum gezielten Erwärmen von Flächen eines Objekts, insbesondere zum Aushärten von auf dem Objekt aufgebrachtem Harz oder Lack, unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen mobilen Heizsystems geschaffen. Das Verfahren weist die Schritte Bereitstellen eines wie vorstehend beschriebenen mobilen Heizsystems, Anpassen des Adapters an eine Oberfläche des Objekts, auf welche das mobile Heizsystem aufgesetzt werden soll, Befestigen des mobilen Heizsystems an dem Objekt, und Betätigen einer Steuereinrichtung des mobilen Heizsystems, so dass das Objekt mit einem vorbestimmten Temperaturverlauf erwärmt wird, auf.According to a further aspect, a method is created for the targeted heating of surfaces of an object, in particular for curing resin or paint applied to the object, using a mobile heating system as described above. The method has the steps of providing a mobile heating system as described above, adapting the adapter to a surface of the object on which the mobile heating system is to be placed, attaching the mobile heating system to the object, and actuating a control device of the mobile heating system so that the Object is heated with a predetermined temperature profile on.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schritt des Anpassens des Adapters an die Oberfläche des Objekts ein manuelles Formen des Adapters, beispielsweise durch entsprechendes Beschneiden des Adapters, auf, um an dem Adapter eine zu einer Oberflächenkontur des Objekts korrespondierende Kontur, insbesondere zu Vorsprüngen des Objekts korrespondierende Aussparungen, vorzusehen.According to a preferred embodiment, the step of adapting the adapter to the surface of the object involves manually shaping the adapter, for example by trimming the adapter accordingly, in order to have a contour on the adapter that corresponds to a surface contour of the object, in particular to projections of the object Recesses to provide.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht von oben auf ein mobiles Heizsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a schematic view from above of a mobile heating system according to an embodiment.
  • 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des in 1 gezeigten mobilen Heizsystems. 2 shows a schematic side view of the in 1 shown mobile heating system.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum gezielten Erwärmen von Flächen eines Objekts gemäß einem Ausführungsbeispiel. 3 shows a flowchart for a method for the targeted heating of surfaces of an object according to an embodiment.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The representations in the figures are schematic and not to scale.

Werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in verschiedenenAre in the following description of embodiments in different

Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch durch unterschiedliche Bezugszeichen bezeichnet sein.Figures use the same reference numbers, they denote the same or similar elements. However, the same or similar elements can also be denoted by different reference symbols.

In 1 ist ein mobiles Heizsystem 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel von oben gezeigt. 2 zeigt eine Seitenansicht des in 1 gezeigten mobilen Heizsystems.In 1 a mobile heating system 2 according to an embodiment is shown from above. 2 shows a side view of the in 1 shown mobile heating system.

Das mobile Heizsystem hat ein Gehäuse 6 und eine Wärmeerzeugungseinrichtung 8, die mehrere PTC Elemente 82, 84, 86, 88 aufweist. Die Wärmeerzeugungseinrichtung 8 ist im Inneren des Gehäuses 6 angeordnet und ist daher von der Oberseite des Gehäuses 6 verdeckt. Die PTC Elemente 82, 84, 86, 88 sind auf einer Linie mit im Wesentlichen gleichem Abstand zueinander in Querrichtung des Gehäuses angeordnet.The mobile heating system has a housing 6 and a heat generating device 8, which has several PTC elements 82, 84, 86, 88. The heat generating device 8 is arranged inside the housing 6 and is therefore covered by the top of the housing 6 . The PTC elements 82, 84, 86, 88 are arranged in a line with a substantially equal distance from one another in the transverse direction of the housing.

Benachbart zu der Wärmeerzeugungseinrichtung 8 ist ein Gebläse 14 vorgesehen, welches die Luft im Inneren des Gehäuses umwälzen kann. Dazu kann das Gebläse eine gerichtete Luftströmung erzeugen, die eine Luftzirkulation im Inneren des Gehäuses erzeugt. Um eine optimale Umwälzung der Luft zu gewährleisten, kann das Gebläse verstellbar ausgebildet sein. Auf diese Weise kann eine an die Oberflächenform des Objekts angepasste Luftströmung erzeugt werden, die eine möglichst gute Umwälzung der Luft gewährleistet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auf der Oberfläche des Objekts eine möglichst gleichmäßige Wärmeverteilung vorliegt und überall an der Oberfläche gute Temperaturbedingungen herrschen.Adjacent to the heat generating device 8, a fan 14 is provided which can circulate the air inside the housing. For this purpose, the fan can generate a directed air flow that creates air circulation inside the housing. In order to ensure optimal circulation of the air, the fan can be designed to be adjustable. In this way, an air flow that is adapted to the surface shape of the object can be generated, which ensures the best possible air circulation. In this way it can be ensured that the heat distribution on the surface of the object is as uniform as possible and that good temperature conditions prevail everywhere on the surface.

Das Gehäuse 6 selbst weist eine vorbestimmte Wandstärke auf und die Innenwand 38 des Gehäuses 6 definiert den Innenraum des Gehäuses 6.The housing 6 itself has a predetermined wall thickness and the inner wall 38 of the housing 6 defines the interior of the housing 6.

Der Adapter 12 hat in sich einen Wärmeleitkanal 36, der im Wesentlichen durch die Innenwände des Adapters 12 festgelegt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel haben Gehäuse 6 und Adapter 12 im Wesentlichen gleiche Wandstärken und ein Übergang zwischen Gehäuse 6 und Adapter 12 ist im Wesentlichen nahtlos vorgesehen. Der Adapter 12 ist aus einem Material hergestellt, welches eine Formgebung durch einen Nutzer gestattet, beispielsweise durch Zuschneiden mit einem Messer. In 2 ist beispielsweise eine Ausnehmung 28 angegeben, welche von einem Nutzer entsprechend eines Vorsprungs 32 des Objekts 4 ausgeschnitten wurde, um den Vorsprung 32 in sich aufzunehmen und eine möglichst gute Abdichtung zu erzeugen. Bei anderen Vorsprüngen, wie beispielsweise bei Vorsprüngen, die ähnlich geartet sind, wie der Vorsprung 34 in 2, kann es ausreichend sein, wenn der Adapter ein elastisch verformbares Material zur Abdichtung aufweist. IM in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein solcher elastisch verformbarer Abschnitt 30 gezeigt, der sich in diesem Ausführungsbeispiel entsprechend zu dem Vorsprung 34 verformt hat. Dabei ist anzumerken, dass für die Verformung des elastisch verformbaren Abschnitts 30 das mobile Heizsystem 2 so am Objekt 4 befestigt werden muss, dass es mit einer vorbestimmten Kraft auf das Objekt gedrückt wird.The adapter 12 has a heat conduction channel 36 which is essentially defined by the inner walls of the adapter 12 . In the exemplary embodiment, the housing 6 and the adapter 12 have essentially the same wall thicknesses and a transition between the housing 6 and the adapter 12 is provided in an essentially seamless manner. The adapter 12 is made of a material that allows it to be shaped by a user, for example by cutting with a knife. In 2 For example, a recess 28 is indicated, which was cut out by a user corresponding to a projection 32 of the object 4 in order to accommodate the projection 32 and to create the best possible seal. With other projections, such as projections of a type similar to projection 34 in 2 , it may be sufficient if the adapter has an elastically deformable material for sealing. IM in 2 shown embodiment such an elastically deformable portion 30 is shown, which has deformed in accordance with the projection 34 in this embodiment. It should be noted that for the deformation of the elastically deformable section 30, the mobile heating system 2 must be attached to the object 4 in such a way that it is pressed onto the object with a predetermined force.

Das mobile Heizsystem 2 weist ferner eine Steuereinrichtung 11 auf, welche es dem Nutzer ermöglicht, einen Heizprozess zu starten und zu stoppen, die Temperatur im Inneren des Gehäuses zu überwachen und, falls vorgesehen, die Oberflächentemperatur an dem Objekt zu überwachen. Zur Überwachung der Temperatur ist im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Pyrometer 16 vorgesehen, welches ein Signal ausgibt, das zur Steuerung der Temperatur verwendet werden kann. Die Steuereinrichtung 11 kann ferner einen Zeitmesser aufweisen, um einen Betrieb für eine vorbestimmte Zeitspanne zu ermöglichen. Auch kann die Steuereinrichtung 11 die Möglichkeit bieten, die Zusammensetzung der PTC Elemente zu wählen bzw. festzulegen und insbesondere eine gewünschte Temperatur einzustellen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel weisen die PTC Elemente Bariumtitanat auf. Wenn die Temperatur dieser PTC Elemente die Curie-Temperatur erreicht, nimmt deren elektrischer Widerstand stark zu. Die Curie-Temperatur kann erfindungsgemäß frei eingestellt werden, indem die PTC Zusammensetzung alterniert wird.The mobile heating system 2 also has a control device 11 which enables the user to start and stop a heating process, to monitor the temperature inside the housing and, if provided, to monitor the surface temperature on the object. To monitor the temperature, a pyrometer 16 is provided in the described embodiment, which emits a signal that can be used to control the temperature. The controller 11 may further include a timer to enable operation for a predetermined period of time. The control device 11 can also offer the possibility of selecting or specifying the composition of the PTC elements and in particular of setting a desired temperature. According to the exemplary embodiment, the PTC elements have barium titanate. When the temperature of these PTC elements reaches the Curie temperature, their electrical resistance increases sharply. According to the present invention, the Curie temperature can be adjusted freely by alternating the PTC composition.

Des Weiteren weist das mobile Heizsystem 2 einen Akkumulator 10 auf, der an dem Gehäuse lösbar befestigt ist. Der Akkumulator 10 dient als Energiespeicher zur Versorgung des mobilen Heizsystems 2 mit Energie. Dazu ist der Akkumulator 10 insbesondere mit dem Steuerpanel 11, der Heizeinrichtung 8 und dem Gebläse elektrisch verbunden.Furthermore, the mobile heating system 2 has an accumulator 10 which is detachably attached to the housing. The accumulator 10 serves as an energy store for supplying the mobile heating system 2 with energy. For this purpose, the accumulator 10 is electrically connected in particular to the control panel 11, the heating device 8 and the blower.

Das mobile Heizsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist auch einen elektrischen Anschluss 18 auf, um das mobile Heizsystem 2 mit einer externen Stromquelle zu verbinden. Über diesen elektrischen Anschluss 18 kann das mobile Heizsystem 2 mit Energie versorgt werden, wenn der Akkumulator 10 leer ist. Auch kann der Akkumulator 10 mit Energie von der externen Stromquelle wieder aufgeladen werden.The mobile heating system according to this embodiment also has an electrical connection 18 to connect the mobile heating system 2 to an external power source. The mobile heating system 2 can be supplied with energy via this electrical connection 18 when the accumulator 10 is empty. The accumulator 10 can also be recharged with energy from the external power source.

Zwei Halteeinrichtungen 20, 22 sind ebenfalls im mobilen Heizsystem 2 gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen. Die Halteeinrichtungen 20, 22 weisen mechanisch betätigbare Saugfüße auf, die dazu in der Lage sind, das mobile Heizsystem 2 am Verwendungsort, beispielsweise auf einer Oberfläche eines Objekts 4, zu halten.Two holding devices 20, 22 are also provided in the mobile heating system 2 according to this embodiment. The holding devices 20, 22 have mechanically operable suction feet which are able to hold the mobile heating system 2 at the place of use, for example on a surface of an object 4.

Das mobile Heizsystem 2 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann in einem Verfahren zum gezielten Erwärmen von Flächen des Objekts 4, beispielsweise zum Aushärten von auf dem Objekt 4 aufgebrachtem Harz oder Lack, verwendet werden. Ein Flussdiagramm eines solchen Verfahrens ist in 3 gezeigt und wird nachfolgend beschrieben.The mobile heating system 2 according to the embodiment described above can be used in a method for the targeted heating of surfaces of the object 4, for example for curing resin or paint applied to the object 4. A flowchart of such a procedure is shown in 3 shown and described below.

In einem Schritt S1 wird zunächst ein wie oben beschriebenes mobiles Heizsystem 2 bereitgestellt. In einem weiteren Schritt S2 wird dann der Adapter 12 an eine Oberfläche des Objekts 4 angepasst. Bei dem in 2 gezeigten mobilen Heizsystem 2 wird dazu eine Ausnehmung 28 in den Adapter geschnitten. Ist diese Anpassung des Adapters 12 erfolgt, so kann das mobile Heizsystem 2 unter Verwendung der Saugfüße 24, 26 an dem Objekt 4 befestigt werden S3. Alternativ oder zusätzlich kann eine Anpassung aufgrund einer elastischen Verformbarkeit des Adaptermaterials erfolgen. In diesem Fall erfolgen die Schritte S2 und S3 simultan, da eine Befestigung bzw. ein Andrücken des mobilen Heizsystems 2 an das Objekt 4 zu einer abschnittsweisen Verformung des Adapters führt. Ist das mobile Heizsystem auf dem Objekt 4 befestigt, so erfolgt in Schritt S4 die Betätigung einer Steuereinrichtung des mobilen Heizsystems, so dass das Objekt 4 mit einem vorbestimmten Temperaturverlauf erwärmt wird.In a step S1, a mobile heating system 2 as described above is first provided. In a further step S2, the adapter 12 is then adapted to a surface of the object 4. At the in 2 For this purpose, a recess 28 is cut into the adapter. Once this adjustment of the adapter 12 has taken place, the mobile heating system 2 can be attached to the object 4 using the suction feet 24, 26 S3. Alternatively or additionally, an adjustment can be made based on the elastic deformability of the adapter material. In this case, steps S2 and S3 take place simultaneously, since fastening or pressing the mobile heating system 2 onto the object 4 leads to a deformation of the adapter in sections. If the mobile heating system is attached to the object 4, a control device of the mobile heating system is actuated in step S4, so that the object 4 is heated with a predetermined temperature curve.

Das mobile Heizsystem 2 kann autonom mit der internen Stromversorgung betrieben werden. Im Rahmen von Schritt S4 kann zunächst eine Nutzereingabe in ein Steuerpanel 11 der Steuereinrichtung erfolgen, die beispielsweise die Auswahl einer Temperatur bzw. einer PTC Zusammensetzung für ein bestimmtes Temperaturniveau, eine Zykluszeit und/oder eine Gebläsestufe umfasst. Alternativ können jedoch auch vorbestimmte Zyklen mit einem festen Satz Parameter in der Steuereinrichtung hinterlegt sein, aus denen der Nutzer einen geeigneten Zyklus auswählen kann.The mobile heating system 2 can be operated autonomously with the internal power supply. As part of step S4, a user input can first be made in a control panel 11 of the control device, which includes, for example, the selection of a temperature or a PTC composition for a specific temperature level, a cycle time and/or a blower level. Alternatively, however, predetermined cycles with a fixed set of parameters can also be stored in the control device, from which the user can select a suitable cycle.

Nach entsprechender Eingabe durch den Nutzer beginnt der Erwärmungszyklus. Die Temperatur der Oberfläche des Objekts 4 wird kontinuierlich mit einem Messgerät, beispielsweise einem Infrarot-Laser-Thermometer, überwacht. Nach Ende des Erwärmungszyklusses kann die mobile Heizeinrichtung von dem Objekt entfernt werden.After appropriate input by the user, the heating cycle begins. The temperature of the surface of the object 4 is continuously monitored with a measuring device such as an infrared laser thermometer. After the end of the heating cycle, the mobile heater can be removed from the object.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebene Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "comprising" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality. Furthermore, it should be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.

Claims (15)

Mobiles Heizsystem (2) zur Beschleunigung chemischer Prozesse an einem Objekt (4) durch Wärmezufuhr, insbesondere zur Verwendung zu Reparaturzwecken von Verbundwerkstoffen in einem Luftfahrzeug, das mobile Heizsystem aufweisend ein Gehäuse (6) mit einem Innenraum, eine an dem Gehäuse (6) angeordnete Wärmeerzeugungseinrichtung (8) zur Erzeugung von Wärme in dem Gehäuse (6), einen Energiespeicher (10) zur autonomen Versorgung des Heizsystems (2) mit Energie, und einen Adapter (12), welcher einerseits an das Gehäuse (6) lösbar koppelbar ist und andererseits mit dem Objekt (4) in Kontakt bringbar ist, wobei der Adapter (12) einen Wärmeleitkanal (36) aufweist, um in dem Gehäuse (6) erzeugte Wärme auf das Objekt (4) zu übertragen, und wobei der Adapter (12) an eine Oberflächenform des Objekts (4) konturnah anpassbar ist, um eine wärmeisolierende Abdichtung des Adapters (12) an dem Objekt (4) zu ermöglichen.Mobile heating system (2) for accelerating chemical processes on an object (4) by supplying heat, in particular for use in repairing composite materials in an aircraft, having the mobile heating system a housing (6) with an interior, a heat generating device (8) arranged on the housing (6) for generating heat in the housing (6), an energy store (10) for autonomously supplying the heating system (2) with energy, and an adapter (12) which can be detachably coupled to the housing (6) on the one hand and can be brought into contact with the object (4) on the other hand, the adapter (12) having a heat-conducting channel (36) in order to to transfer generated heat to the object (4), and wherein the adapter (12) can be adapted to a surface shape of the object (4) close to the contour in order to enable a heat-insulating seal of the adapter (12) on the object (4). Mobiles Heizsystem nach Anspruch 1, wobei der Adapter (12) objektseitig zumindest abschnittsweise aus einem formbaren Material hergestellt ist, welches zuschneidbar und/oder elastisch verformbar ist.Mobile heating system claim 1 , wherein the adapter (12) is produced on the object side, at least in sections, from a malleable material which can be cut to size and/or is elastically deformable. Mobiles Heizsystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Gebläse (14) zur Umwälzung von erwärmter Luft im Inneren des Gehäuses (6) derart, dass eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche des Objekts (4) ermöglicht wird.Mobile heating system claim 1 or 2 , Furthermore, with a fan (14) for circulating heated air inside the housing (6) in such a way that the surface of the object (4) is heated as uniformly as possible. Mobiles Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Temperaturerfassungseinrichtung (16), welche eine Temperatur im Inneren des Gehäuses und/oder eine Temperatur an der Oberfläche des Objekts (4) erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt.Mobile heating system according to one of the preceding claims, further having a temperature detection device (16) which detects a temperature inside the housing and/or a temperature on the surface of the object (4) and outputs a corresponding signal. Mobiles Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Steuereinrichtung (12) zum Steuern des mobilen Heizsystems, wobei die Steuereinrichtung (12) konfiguriert ist, um die Wärmeerzeugungseinrichtung (8) und/oder das Gebläse (14) unter Verwendung von zur Verfügung gestellten Signalen zu steuern.Mobile heating system according to one of the preceding claims, further comprising a control device (12) for controlling the mobile heating system, wherein the control device (12) is configured to control the heat generating device (8) and/or the blower (14) using provided control signals. Mobiles Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmeerzeugungseinrichtung (8) mehrere Wärmeerzeugungselemente, insbesondere PTC Elemente (82, 84, 86, 88), aufweist, die wahlweise einzeln oder in Kombination betreibbar sind, um vorbestimmte Temperaturen zu erzeugen.Mobile heating system according to one of the preceding claims, wherein the heat generating device (8) has a plurality of heat generating elements, in particular PTC elements (82, 84, 86, 88), which can be operated individually or in combination to generate predetermined temperatures. Mobiles Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (10) einen Akkumulator aufweist.Mobile heating system according to one of the preceding claims, wherein the energy store (10) has an accumulator. Mobiles Heizsystem nach Anspruch 7, ferner mit einem elektrischen Anschluss (18) zum Anbinden einer externen Stromquelle an das mobile Heizsystem.Mobile heating system claim 7 , Furthermore, with an electrical connection (18) for connecting an external power source to the mobile heating system. Mobiles Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Haltevorrichtung (20, 22) zur Befestigung des mobilen Heizsystems an dem Objekt (4).Mobile heating system according to one of the preceding claims, further having a holding device (20, 22) for fastening the mobile heating system to the object (4). Mobiles Heizsystem nach Anspruch 9, wobei die Haltevorrichtung eine Stützvorrichtung (24, 26) aufweist, die an dem Objekt (4) lösbar und reibschlüssig haftend befestigbar ist.Mobile heating system claim 9 , wherein the holding device has a support device (24, 26) which can be detachably and frictionally bonded to the object (4). Mobiles Heizsystem nach Anspruch 10, wobei die Stützvorrichtung eine Anpresskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Anpresskraft in Richtung Objekt aufweist, wobei die Anpresskrafterzeugungsvorrichtung insbesondere eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung, beispielsweise einen mechanisch betätigbaren Saugfuß (24, 26), aufweist.Mobile heating system claim 10 , wherein the supporting device has a contact pressure force generating device for generating a contact pressure force in the direction of the object, the contact pressure force generating device in particular having a vacuum generating device, for example a mechanically actuatable suction foot (24, 26). Mobiles Heizsystem nach Anspruch 9, wobei die Haltevorrichtung einen Verriegelungsbolzen aufweist, welcher zur Befestigung an im Objekt (4) vorgesehenen Öffnungen geeignet ist.Mobile heating system claim 9 , wherein the holding device has a locking bolt which is suitable for attachment to openings provided in the object (4). Mobiles Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (4) aus einem feuerfesten Material hergestellt ist, vorzugsweise aus einer Wabenstruktur aus Papier, einer Verbundstruktur oder isoliertem Holz.Mobile heating system according to any one of the preceding claims, wherein the housing (4) is made of a refractory material, preferably a honeycomb structure of paper, a composite structure or insulated wood. Verfahren zum gezielten Erwärmen von Flächen eines Objekts (4), insbesondere zum Aushärten von auf dem Objekt (4) aufgebrachtem Harz oder Lack, unter Verwendung eines mobilen Heizsystems mit den Schritten (S 1) Bereitstellen eines mobilen Heizsystems (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, (S2) Anpassen des Adapters (12) an eine Oberfläche des Objekts, auf welche das mobile Heizsystem aufgesetzt werden soll, (S3) Befestigen des mobilen Heizsystems an dem Objekt, und (S4) Betätigen einer Steuereinrichtung des mobilen Heizsystems, so dass das Objekt (4) mit einem vorbestimmten Temperaturverlauf erwärmt wird.Method for the targeted heating of surfaces of an object (4), in particular for curing resin or paint applied to the object (4), using a mobile heating system with the steps (S 1) providing a mobile heating system (2) according to any one of the preceding claims, (S2) adapting the adapter (12) to a surface of the object on which the mobile heating system is to be placed, (S3) attaching the mobile heating system to the object, and (S4) actuating a control device of the mobile heating system so that the object (4) is heated with a predetermined temperature profile. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Anpassens des Adapters (12) an die Oberfläche des Objekts ein manuelles Formen des Adapters (12), beispielsweise durch entsprechendes Beschneiden des Adapters (12), aufweist, um an dem Adapter (12) eine zu einer Oberflächenkontur des Objekts (4) korrespondierende Kontur, insbesondere zu Vorsprüngen (32, 34) des Objekts (4) korrespondierende Aussparungen (28, 30), vorzusehen.procedure after Claim 14 , wherein the step of adapting the adapter (12) to the surface of the object comprises manually shaping the adapter (12), for example by trimming the adapter (12) accordingly, in order to have on the adapter (12) a surface contour of the object (4) to provide a corresponding contour, in particular recesses (28, 30) corresponding to projections (32, 34) of the object (4).
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