DE202012101812U1

DE202012101812U1 - Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur für einen Führerstand eines Schienenfahrzeugs oder ein Cockpit eines Luftfahrzeugs

Info

Publication number: DE202012101812U1
Application number: DE202012101812U
Authority: DE
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: FR2975371B3; FR2975371A3

Abstract

Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) für einen Führerstand eines Schienenfahrzeugs oder ein Cockpit eines Luftfahrzeugs, umfassend mindestens eine thermisch isolierende Seele (4), eine heizende Schicht (6), welche die Seele über eine dazwischen liegende Kleberschicht (5) überdeckt, und zwei Platten, eine interne (2) und eine externe (11), für diese Struktur, welche unterhalb dednet sind, wobei die externe Platte (11) aus einem thermisch leitenden Material in einer Weise realisiert ist, dass die den benachbarten Führerstand oder das benachbarte Cockpit heizt, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele aus einem zellulären Kunststoffmaterial einer Dichte enthalten zwischen 100 kg/m3 und 250 kg/m3 wie einem Polyethylenterephtalatschaum realisiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur für einen Führerstand eines Schienenfahrzeugs oder ein Cockpit eines Flugzeugs.
Es ist bekannt, Schienenfahrzeugkabinen und Cockpits von Flugzeugen durch Gebläsesysteme für warme Luft zu heizen. Ein hauptsächlicher Nachteil dieser Gebläsesysteme ist, dass die warme Luft ein großer Verbraucher von Energie ist, und dass spezielle Räume für ihren Transport von dem Ort des Erwärmens zu den zu beheizenden Zonen wie beispielsweise Rohrnetze und/oder Doppelwände ebenso wie Ventilatoren zum Antreiben der Warmluft benötigt werden.
Es ist zudem aus dem Patentdokument EP-B1-1 214 243 bekannt, Cockpits von Luftfahrzeugen durch heizende zusammengesetzte Fußböden zu heizen, welche eine waffelmusterartige thermisch isolierende Seele überdeckt mit einer heizenden Schicht mit einem oder mehreren heizenden resistiven Elementen umfasst.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur für einen Führerstand eines Schienenfahrzeugs oder ein Cockpit eines Luftfahrzeugs vorzuschlagen, welche die vorstehenden Nachteile beseitigt, wobei die Struktur mindestens eine thermisch isolierende Seele, eine heizende Schicht, welche sie über eine dazwischen liegende Kleberschicht überdeckt, und zwei Platten, eine interne und eine externe, für diese Struktur, welche jeweils auf der Unterseite der Seele bzw. oberhalb der heizenden Schicht angeordnet sind, wobei die externe Platte aus einem thermisch leitenden Material derart realisiert ist, dass sie den benachbarten Führerstand oder das benachbarte Cockpit heizt.
Hierzu ist eine Fußbodenstruktur gemäß der Erfindung derart, dass die Seele aus einem zellulären Kunststoffmaterial mit einer Dichte enthalten zwischen 100 kg/m³ und 250 kg/m³ gefertigt ist, wie ein Polyethylenterephthalat (PET)-Schaum oder ein Phenolschaum.
Es ist zu bemerken, dass, da das Material der Seele thermisch isolierend ist, annähernd die Gesamtheit der Hitze direkt über die externe Platte abgeführt wird, welche die obere Oberfläche des Fußbodens in Kontakt mit dem zu heizenden Raum darstellt (diese obere Oberfläche kann mit einer Bodenverkleidung, welche für den Führerstand oder das Cockpit ausgewählt ist, bedeckt sein, beispielsweise einem Teppichboden), was eine sehr gute thermische Ausbeute erkennen lässt.
Es ist zudem zu bemerken, dass dieses zelluläre Kunststoffmaterial vorteilhafterweise feuerwiderstandsfähig gewählt ist (ein Schaum, welcher die Norm M1F1 erfüllt) und dass es sich bevorzugt um einen PET-Schaum handelt, wobei dieses Material sich so von bekannten Seelen wie denjenigen aus Waffelmustern beispielsweise unter dem Namen „Nida NOMEX“ oder „Nida PEI“ (Polyetherimid) oder auch denjenigen aus Presskork unterscheidet.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Fußbodenstruktur unter Druck gebrannt werden und wird so in einem Stück mit der heizenden Schicht, welche darin integriert ist und somit einen integralen Teil des zusammengesetzten Fußbodens bildet, erhalten und ausgebildet.
Die Erfindung erlaubt es somit mit einem einzigen Teil und durch einen einzigen Montagevorgang in dem Schienenfahrzeug oder dem Luftfahrzeug den zusammengesetzten Fußboden und die Heizfunktion des betroffenen Führerstands oder Cockpits zu verbinden.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann die heizende Schicht mindestens ein resistives Heizelement umfassen, welches geeignet ist, elektrische Energie als Wärme durch den Joule-Effekt zu dissipieren und welches bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus metallischen Bändern und Schlangen, Karbonfasern, resistiven Tinten und elektrisch leitenden Polymerfolien wie aus Polyterephthalat, welches mit Kohlenstoffpartikeln beladen ist (beispielsweise mit Karbonfasern oder mit Rußschwarz) beladen, besteht.
Es ist zu bemerken, dass die Integration des Heizelements oder der Heizelemente in den Fußboden der Erfindung zur Zeit der Herstellung der Fußbodenstruktur realisiert sein kann, ohne spezifische Montagetätigkeiten zu erzeugen.
Vorteilhafterweise kann die heizende Schicht eine Dicke kleiner oder gleich 1 mm aufweisen, wobei die Seele bevorzugt eine Dicke enthalten zwischen 10 mm und 20 mm aufweist.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Fußbodenstruktur eine Kavität integrieren, in welcher ein elektrischer Block beherbergt ist, welcher in Kontakt mit dem mindestens einen Heizelement steht und welcher elektrische Kabel empfängt, welche mit der elektrischen Versorgung des Schienenfahrzeugs oder des Luftfahrzeugs verbunden sind, wobei sich dieser Block bevorzugt von der Seele zu der heizenden Schicht erstreckt.
Vorteilhafterweise kann die heizende Schicht mit der externen Platte durch eine dazwischen liegende externe weitere Kleberschicht verbunden sein.
Als Variante hierzu kann die heizende Schicht mit der externen Platte durch eine dazwischen liegende zusammengesetzte Schicht verbunden sein, bevorzugt auf Basis eines Gewebes beispielsweise aus Glasfaser imprägniert mit einem wärmehärtbaren Harz, beispielsweise Epoxidharz.
Es ist zu bemerken, dass die heizenden Elemente elektrisch isoliert sein können oder nicht, und dass die Benutzung eines elektrisch isolierenden Fußbodens es erlauben kann, ein oder mehrere nicht elektrisch isolierte heizende Elemente zu integrieren und somit seine Struktur zu vereinfachen.
Es ist zudem zu bemerken, dass es möglich ist, das heizende Element oder die heizenden Elemente durch ein Kaltverfahren zu integrieren, indem ein kalthaftender Kleber verwendet wird, oder als Variante durch ein Warmverfahren, indem ein warmhaftender Kleber oder auch ein durch Erwärmen härtbares Harz, welche Teil der Bestandteile der Fußbodenstruktur sind, verwendet wird.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Kleberschicht, welche die Seele überdeckt, optional durch einen textilen Träger, welcher in Kontakt mit der Seele angeordnet ist, getragen werden.
Es ist zu bemerken, dass dieser textile Träger, welcher mit Kleber imprägniert ist, es erlauben kann, das Heizelement oder die Heizelemente gegenüber der benachbart angeordneten Seele mechanisch zu schützen, präziser ausgedrückt, dass die vorgenannte Auswahl eines Kunststoffschaums es vorteilhafter erlauben kann, durch einen derartigen Träger für die Kleberschicht aufgrund der Abwesenheit des Risikos des Stanzens des Heizelements oder der Heizelemente zu einem Seelenmaterial aus Schaum verglichen mit einem herkömmlichen Seelenmaterial in Waffelform überzugehen.
Gemäß einer ersten Ausführungsart der Erfindung, bei welcher die Fußbodenstruktur dazu bestimmt ist, einen Führerstand eines Schienenfahrzeugs zu heizen, können die internen und externen Platten Aluminiumplatten mit einer Dicke beispielsweise im Wesentlichen gleich 0,8 mm sein.
Das Aluminium hat in der Tat die Vorteile, ein guter thermischer Leiter zu sein, gute mechanische Eigenschaften aufzuweisen und vernünftige Kosten zu haben.
Gemäß einer zweiten Ausführungsart der Erfindung, bei welcher die Fußbodenstruktur dazu bestimmt ist, ein Cockpit eines Luftfahrzeugs zu heizen, können die internen und externen Platten Platten sein, welche aus einer wärmehärtbaren Matrix gefüllt mit Glasfasern oder Karbonfasern zusammengesetzt sind, bevorzugt Glas-Epoxid- oder Karbon-Epoxidplatten (wobei festzustellen ist, dass andere zusammengesetzte Materialien benutzbar sind).
Diese zusammengesetzten Platten weisen insbesondere den Vorteil auf, das Kriterium des minimierten Gewichts zu erfüllen, was in der Luftfahrtindustrie entscheidend ist.
Andere Eigenschaften, Vorteile und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der folgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche zur Veranschaulichung gegeben wird und nicht einschränkend auszulegen ist, wobei die Beschreibung auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt, in welcher:
1 eine schematische transversale Querschnittsteilansicht einer zusammengesetzten Fußbodenstruktur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und
2 eine schematische transversale Querschnittsteilansicht einer zusammengesetzten Fußbodenstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Die Struktur des in 1 dargestellten Fußbodens 1 umfasst aufeinanderfolgend von innen nach außen (d.h. von unten nach oben):

– eine interne Platte 2 bevorzugt aus Aluminium und einer Dicke beispielsweise gleich 0,8 mm,
– eine die Platte 2 bedeckende interne Kleberschicht 3,
– eine Seele 4 aus zellulärem Kunststoffmaterial, bevorzugt aus PET-Schaum und beispielsweise 14 mm dick, welche die Schicht 3 bedeckt,
– eine Zwischenkleberschicht 5, welche die Seele 4 bedeckt,
– eine Heizschicht 6 einer Dicke beispielsweise kleiner als 0,5 mm, welche die Schicht 5 bedeckt und welche ein oder mehrere resistive heizende Elemente (nicht sichtbar) enthält, welche elektrisch isoliert sind und welche elektrische Energie, welche sie von elektrischen Versorgungskabeln 7 und 8 erhalten, welche mit jedem heizenden Element verbunden sind (unter Benutzung von niedrigen Spannungen von beispielsweise 28 V) durch den Joule-Effekt als Wärme dissipieren,
– einen in einer entsprechenden Kavität der Struktur 1 beherbergten Kabelblock 9, welcher sich beispielsweise von der Seele 4 zu der heizenden Schicht 6 erstreckt, wobei dieser Block die Versorgungskabel 7 und 8 empfängt,
– eine externe Kleberschicht 10, welche die Schicht 6 bedeckt, und
– eine externe Platte 11 beispielsweise identisch zu der internen Platte 2 (d.h. beispielsweise aus Aluminium mit 0,8 mm Dicke).

Die in 2 dargestellte Fußbodenstruktur 1’ unterscheidet sich von derjenigen der 1 nur darin, dass die externe Kleberschicht 10 dieser 1 hier durch eine zusammengesetzte Schicht 10’ auf Basis eines Gewebes, beispielsweise aus Glasfaser imprägniert mit einem wärmehärtbaren Harz, beispielsweise Epoxidharz (eine vorimprägnierte Glas-Epoxidstofflage oder „Prepreg“ von beispielsweise 0,13 mm Dicke), welche die heizende Schicht 6 bedeckt und von der externen Platte 11 bedeckt ist, ersetzt ist. In diesem Fall sind das heizende Element oder die heizenden Elemente der Schicht 6 durch ein Warmverfahren über diese zusammengesetzte Schicht 10’ in die Struktur 1’ integriert, und das heizende Element oder die heizenden Elemente müssen nicht elektrisch isoliert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1214243 B1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm M1F1 [0007]

Claims

Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) für einen Führerstand eines Schienenfahrzeugs oder ein Cockpit eines Luftfahrzeugs, umfassend mindestens eine thermisch isolierende Seele (4), eine heizende Schicht (6), welche die Seele über eine dazwischen liegende Kleberschicht (5) überdeckt, und zwei Platten, eine interne (2) und eine externe (11), für diese Struktur, welche unterhalb der Seele bzw. oberhalb der heizenden Schicht angeordnet sind, wobei die externe Platte (11) aus einem thermisch leitenden Material in einer Weise realisiert ist, dass die den benachbarten Führerstand oder das benachbarte Cockpit heizt, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele aus einem zellulären Kunststoffmaterial einer Dichte enthalten zwischen 100 kg/m³ und 250 kg/m³ wie einem Polyethylenterephtalatschaum realisiert ist.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie unter Druck gebrannt ist, wobei sie mit der heizenden Schicht (6), welche in sie integriert ist, in einem Stück gebildet ist.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die heizende Schicht (6) mindestens ein resistives Heizelement umfasst, welches geeignet ist, elektrische Energie durch den Joule-Effekt in Wärme zu dissipieren und welches bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus metallischen Bändern und Schlangen, Karbonfasern, resistiven Tinten und elektrisch leitenden Polymerschichten wie Polyethylenterephthalat beladen mit Kohlenstoffpartikeln.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die heizende Schicht (6) eine Dicke kleiner oder gleich 1 mm aufweist, wobei die Seele (4) bevorzugt eine zwischen 10 mm und 20 mm enthaltene Dicke aufweist.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kavität integriert, in welcher ein elektrischer Block (9) beherbergt ist, welcher in Kontakt mit dem mindestens einen heizenden Element ist und welcher elektrische Versorgungskabel (7 und 8) empfängt, wobei sich dieser Block bevorzugt von der Seele (4) zu der heizenden Schicht (6) erstreckt.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass die heizende Schicht (6) mit der externen Platte (11) über eine dazwischen liegende weitere externe Kleberschicht (10) verbunden ist.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1’) gemäß einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass die heizende Schicht (6) mit der externen Platte (11) durch eine dazwischen liegende zusammengesetzte Schicht (10’) bevorzugt auf Basis eines Gewebes, beispielsweise aus Glas imprägniert mit einem wärmehärtbaren Harz, beispielsweise Epoxidharz, verbunden ist.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Seele (4) überdeckende Kleberschicht (5) durch einen textilen Träger getragen ist, welcher in Kontakt mit der Seele angeordnet ist.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Heizen eines Führerstands eines Schienenfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die interne (2) und externe (11) Platte Platten aus Aluminium einer Dicke beispielsweise im Wesentlichen gleich 0,8 mm sind.
Heizende zusammengesetzte Fußbodenstruktur (1, 1’) gemäß einem der Ansprüche 1–8 zum Heizen eines Cockpits eines Luftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die interne (2) und externe (11) Platte zusammengesetzte Platten mit einer wärmehärtbaren Matrix beladen mit Glasfaser oder Karbon, bevorzugt Glas-Epoxidplatten oder Karbon-Epoxidplatten, sind.