MX2013007298A

MX2013007298A - Panel con capa con calefacción.

Info

Publication number: MX2013007298A
Application number: MX2013007298A
Authority: MX
Inventors: Jeffrey F Kober; James E Desing; John J Tommet
Original assignee: Milwaukee Composites Inc
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2014-02-27
Also published as: DK2900035T3; CN103355009A; CA2822397A1; EP2656685A4; EP2656685A1; EP2900035B1; HUE027231T2; PL2656685T3; EP2656685B1; EP2900035A1; CA2822397C; KR20130093171A; DK2656685T3; ES2558940T3; WO2012087294A1; JP5544049B2; RS54695B1; CN103355009B; KR101383666B1; BR112013016035A2

Abstract

Un panel tiene una cara exterior del mismo adaptada para unirse a un marco de soporte y una cara interior del mismo adaptada para definir un límite de un compartimiento; el panel incluye un núcleo encapsulado dentro de un marco de panel de material fenólico reforzado, el núcleo tiene la primera y segunda caras del mismo, y una periferia; el marco de panel incluye la primera y segunda protecciones unidas a la primera y segunda caras del núcleo; uno o más cierres están dispuestos entre las protecciones alrededor de la periferia del núcleo, con el uno o más cierres estando unidos a la primera y segunda protecciones; un elemento calentador es adyacente a la cara interior del panel; el elemento calentador incluye material de fibra de carbono que se extiende entre y que acopla eléctricamente dos barras comunes eléctricas opuestas; un alambre eléctrico está acoplado con cada una de las barras comunes eléctricas del elemento calentador para introducir un voltaje a través del elemento calentador.

Description

PANEL CON CAPA CON CALEFACCIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona generalmente con paneles con calefacción, y más particularmente con paneles con calefacción apropiados para uso en vehículos de tránsito, tales como vagones del metro, carros de alta velocidad, vagones ferroviarios, vehículos de respuesta rápida, embarcaciones marítimas, semi-remolques, camiones de "caja" de cuerpo de furgoneta, carros elevadores, etc.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS.

La FIG. 1 , es una vista en perspectiva de un panel con calefacción, de conformidad con una construcción; La FIG. 2, es una vista en perspectiva de un panel con calefacción, de conformidad con otra construcción; La FIG. 3 es una vista de ensamblaje en despiece de los paneles con calefacción de las FIGS. 1 y 2, los cuales pueden construirse conjuntamente; La FIG. 4 es una vista con detalle de una cavidad en bajo relieve formada en un cierre de uno de los paneles con calefacción mostrados en la FIG. 3; La FIG. 5 es una vista en perspectiva de los paneles con calefacción construidos conjuntamente de las FIGS. 1 y 2, con un primer forro retirado de ahí para ilustrar los elementos de calefacción; La FIG. 6 es una vista en sección transversal de un bloque de terminal eléctrica del panel con calefacción de la FIG. 1 , tomado a lo largo de la línea 6-6 de la FIG. 1 ; La FIG. 7, es una vista en sección transversal de una adaptación de cable hueco, tomada a través de la línea 7-7 de la FIG. 2; La FIG. 8 es un diagrama esquemático que ilustra los elementos de calentamiento de los paneles con calefacción de las FIGS. 1 y 2 acoplados a las fuentes de voltaje; La FIG. 9 es un diseño de panel esquemático que ilustra una disposición de múltiples elementos de calentamiento de fibra de carbono conectados en serie de un primer tipo en un panel con calefacción; La FIG. 10 es un diseño de panel esquemático que ilustra una disposición de múltiples elementos de calentamiento de fibra de carbono conectados en serie de un segundo tipo en un panel con calefacción; La FIG. 11 es una vista de ensamblaje en despiece de un panel con calefacción en el cual los elementos de calentamiento forman el núcleo; La FIG. 12 es una vista superior de un elemento de calentamiento de fibra de carbono que tiene un tejido de diamante; La FIG. 13 es una vista en perspectiva de un elemento de calentamiento de película de fibra de carbono; y La FIG. 14 es una vista en sección transversal del elemento de calentamiento de película de fibra de carbono de la FIG. 13, unido a la superficie exterior del primer forro de un panel compuesto.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de explicar con detalle cualesquier modalidades de la invención, se entiende que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en los siguientes dibujos. La invención es susceptible de otras modalidades y de ser practicada o de efectuarse de varias maneras.

Las FIGS. 1-7, ilustran los paneles con calefacción 500A, 500B. Cada uno de los paneles con calefacción 500A, 500B, es un panel compuesto y puede construirse de conformidad con un método descrito en la Patente de E.U.A. No. 6,824,851 , o una variante similar. Sin embargo, cada panel 500A, 50OB, además incluye una capa con calefacción integrada como se describe a continuación.

Con referencia a las FIGS. 1 y 2 cada uno de los paneles con calefacción 500A, 500B, incluye un par respectivo de elementos de calentamiento 504A, 504B que cubren la mayor parte de cada área de vista de planta de panel. Cada elemento de calentamiento 504A, 504B, puede incluir un elemento de calentamiento resistivo, tal como una hoja tejida 508A, 508B que incluye una pluralidad de hilos de fibra de carbono, que se extienden entre dos barras de conexión eléctrica opuestas (barra de conexión eléctrica 512A del los primeros elementos de calentamiento 504A, y barras de conexión eléctrica 512B, 512B' de los segundos elementos de calentamiento 504B). El patrón de tejido de los hilos de fibra de carbono creando las hojas 508 A, 508B puede ser un tejido de "cesto" estándar con un conjunto de hilos corriendo paralelo a las barras de conexión eléctrica 512A, 512B, 512B' y otro conjunto de hilos siendo tejidos en el primer conjunto de hilos perpendicularmente, pero otros tejidos son opcionales. Las hojas 508A, 508B puede proveerse como hojas flexibles construidas de material de fibra de carbono cruda (es decir, sin estructura o pre-curada, en lugar de paneles de fibra de carbono rígidos), o alternativamente, las hojas 508A, 508B, pueden proveerse como fibra de carbono estructurada, pre-curada.

Las hojas 508A, 508B, pueden construirse de uno de varios tipos diferentes de hilos de fibra de carbono para proveer cada elemento de calentamiento 504A, 504B, con una resistencia eléctrica particular correspondiente a la masa por unidad de área de la hoja. El tamaño y/o tipo hilos de fibra de carbono en las hojas tejidas 508A, 508B, puede seleccionarse de una pluralidad de tamaños disponibles y tipos basados en la masa por unidad de área para lograr una resistencia eléctrica deseada para una instalación particular. Por ejemplo, la primera hoja 508A puede ser tejida de fibra de carbono de hilo grueso y tiene una masa por unidad de área de entre aproximadamente 280 g/m2 y 320 g/m2, y la segunda hoja 508B puede ser tejida de fibra de carbono de hilo fino y tiene una masa por unidad de área de entre aproximadamente 180 g/m2 y aproximadamente 220 g/m2. En una construcción, la primera hoja 508A es tejida de fibra de carbono de hilo grueso que tiene una masa por unidad de área de aproximadamente 295 g/m2, y la segunda hoja 508B es tejida de fibra de carbono de hilo fino que tiene una masa por unidad de área de aproximadamente 192 g/m2. Sin embargo, hojas de fibra de carbono tejido de otros tipos, que tienen otros valores de masa por unidad de área, pueden usarse para lograr un resultado deseado particular en los elementos de calentamiento 504A, 504B. Además, la fibra de carbono puede proveerse en formas alternativas, incluyendo varias formas tejidas y no tejidas como se describió con algún detalle adicional abajo, para proveer un elemento de calentamiento resistivo.

Cada barra de conexión eléctrica 512A, 512B, de cada elemento de calentamiento 504A, 504B, puede construirse de dos hojas de barras de un conductor eléctrico tal como cobre que intercalan un borde de la hoja de fibra de carbono y son aseguradas juntas. Las hojas o barras que crean cada una de las barras de conexión eléctrica 512A, 512B puede acoplarse con sujetadores mecánicos (por ejemplo, por tornillos, remaches, etc.) o alternativamente, pueden acoplarse por unión (por ejemplo, por soldadura autógena, soldadura con cobre, adhesivo, etc.). Como se muestra en la FIG. 1 , los elementos de calentamiento 504A del primer panel con calefacción 50OA están acoplados eléctricamente en serie por acoplamiento junto con una de las barras de conexión 512A, de cada elemento de calentamiento 504A con un cable de conector 516. Como se muestra en la FIG. 2, los elementos de calentamiento 504B del segundo panel con calefacción 500B están acoplados eléctricamente en serie suministrando una de las barras de conexión eléctrica 512B' como una barra de conexión eléctrica común para ambos elementos de calentamiento 504B, y suministrando una barra de conexión eléctrica 512B en cada elemento de calentamiento 504B que no es compartido con el otro elemento de calentamiento 504B. Cada panel con calefacción 500A, 500B además incluye un par de cables o conductores eléctricos 520A, 520B que permiten que cada panel 500A, 500B (y los elementos de calentamiento 504A, 504B ahí) se acoplen a una fuente de voltaje externa. En el primer panel 500A, uno de los dos conductores 520A se acopla a cada una de las dos barras de conexión eléctrica 512A que no están acopladas directamente por el cable conector 516. En el segundo panel 500B, uno de los dos conductores 520B está acoplado a la barra de conexión eléctrica única (no compartida) 512B de cada elemento de calentamiento 504B. Si se desea (por ejemplo, lograr una resistencia eléctrica neta particular para obtener una salida de calor particular, o para preservar la operación de un elemento de calentamiento cuando otro falla), los dos elementos de calentamiento 504A el primer panel 500A o los dos elementos de calentamiento 504B del segundo panel 500B pueden acoplarse alternativamente en paralelo en lugar de en serie. También debería señalarse que cualquiera de los paneles con calefacción 500A, 500B puede proveerse con un elemento de calentamiento único o más de dos elementos de calentamiento para cubrir una porción predeterminada del panel 500A, 500B, la cual puede o no ser la mayoría dependiendo de la instalación particular.

Otra característica que distingue los paneles con calefacción 500A, 500B de las FIGS. 1 y 2 es que las barras de conexión eléctricas 512A del primer elemento de calentamiento 504A están dispuestas a lo largo de los bordes cortos de la hoja de fibra de carbono rectangular 508A, mientras las barras de conexión eléctrica 512B, 512B' del segundo elemento de calentamiento 504B están dispuestas a lo largo de los bordes largos de la hoja de fibra de carbono rectangular 508B. Esto ilustra otra manera, independiente de la variación de tejido/tamaño de hilo de fibra de carbono, de variar la resistencia eléctrica (y salida de calor para un voltaje aplicado dado) de los elementos de calentamiento 504A, 504B sin modificar las áreas de las hojas de fibra de carbono 508A, 508B puesto que la resistencia eléctrica varía proporcionalmente con la longitud e inversamente proporcional con el área de sección transversal. Esto permite un grado de modularización permitiendo que los elementos de calentamiento de un tamaño único (área de vista de planta) que pueden proveer varias salidas de calentamiento como sea necesario para una instalación particular, o alternativamente, permite que los elementos de calentamiento de un tamaño único sean acoplados a diferentes fuentes de voltaje mientras da salida a cantidades similares o la misma cantidad de calor. Además, esto promueve flexibilidad de diseño en construcciones de piso de múltiples paneles, por ejemplo, en el cual una pluralidad de paneles con calefacción pueden acoplarse juntos y/o acoplarse a una fuente de voltaje común.

Con referencia a las FIGS. 3-5, la construcción de los paneles 500A, 500B se describe con detalle adicional. Aunque no se requiere, como se muestra en por lo menos las FIGS. 3 y 5, los dos paneles 500A, 500B de las FIGS. 1 y 2 pueden construirse conjuntamente. Si se desea separar los paneles 500A, 500B, un corte a lo largo de la línea 524 puede realizarse después de que los paneles 500A, 500B se han curado. Cada panel 500A, 500 B incluye un núcleo de peso ligero 528A, 528B construido de un material de densidad baja que es fuerte en compresión (por ejemplo, espuma, madera de balsa, madera laminada, materiales reforzados, o cualquier combinación de los mismos). En una construcción, los núcleos 528A, 528B, están con núcleos reforzados previamente curados construidos como se describe en la Patente de E.U.A. No. 6,824,851 para incluir una pluralidad de tiras de espuma alternantes 530 y apoyos de resina fenólica curada previamente 532. Una pluralidad de cierres 536 se colocan adyacentes o alrededor de cada núcleo 528A, 528B y definen una periferia de cada panel 500A, 500B. Algunos de los cierres 536 se acoplan a los núcleos respectivos 528A, 528B para rodear directamente las periferias de los mismos. Sin embargo, corno se muestra en las FIGS. 3 y 5, cada uno de los paneles 500A, 500B pueden ser segmentados opcionalmente para incluir múltiples núcleos 528A, 528B, y algunos de los cierres 536 pueden definir cierres "interiores" 536 que no definen la periferia de un panel 500A, 500B. Los cierres 536 pueden construirse a partir de materiales de densidad más alta que los núcleos 528A, 528B, tal como bloques de material fenólico reforzado que es maquinable como se describió en la Patente de E.U.A. No. 6,824,851. De manera similar a los núcleos 528A, 528B, los cierres 536 se curan previamente antes del curado de un par de forros 540, 542 que intercala los núcleos 528A, 528B, y los cierres 536.

Los núcleos 528A, 528B y los cierres 536 se intercalan entre un primer forro 540, y un segundo forro 542. Si los dos paneles 500A, 5O0B se construyen conjuntamente como se muestra, los forros 540, 542 son comunes a ambos paneles 500A, 500B (hasta que los paneles terminados 500A, 500B se cortan finalmente aparte). El primer forro 540 incluye una superficie 544 que se orienta a los núcleos 528A, 528B y una superficie opuesta 545 que se orienta lejos desde los núcleos 528A, 528B y define una cara, una cara interior, de los paneles 500A, 500B. El primer forro 542 incluye una superficie 548 que se orienta a los núcleos 528A, 528B y una superficie opuesta 549 que se orienta lejos desde los núcleos 528A, 528B y define una segunda cara y cara exterior, de los paneles 500A, 500B. Las superficies que se orientan al núcleo 544, 548 de los primero y segundo forros 540, 542 están unidas con los núcleos 528A, 528B y los cierres 536, con los cierres periféricos 536, con los cierres periféricos 536 formando un límite de panel sellado que inhibe la intrusión de material extraño, tal como agua, en el interior y los núcleos 528A, 528B, de los paneles 500A, 500B. La cara exterior 545, del primer forro 540 puede definir una cara interior de los paneles 500A, 500B para definir un límite interior de un compartimiento (por ejemplo, el piso de un medio de transporte tal como un vagón de tren, camión, elevador, etc.), y la cara exterior 549 del segundo forro 542 puede definir una cara exterior de los paneles 500A, 500B, para orientar una estructura de soporte o marco que define o rodea el compartimiento. Los forros 540, 542 pueden construirse de resina fenólica reforzada (por ejemplo, resina fenólica reforzada con fibra de vidrio) en algunas construcciones.

Como se muestra mejor en la FIG. 4, algunos de los cierres 536 pueden incluir una o más cavidades en bajo relieve 552, 554, 556 para recibir porciones de los elementos de calentamiento 504A, 504B y cableado asociado. Por ejemplo, un primer conjunto cavidades en bajo relieve 552 se forman en ciertos de los cierres 536 para recibir cada una de las barras conexión eléctrica 512A, 512B, 512B'. Cada una de las cavidades en bajo relieve 552 tiene un área/forma de vista de planta y una profundidad correspondiente al área/forma y la profundidad de una correspondiente de las barras de conexión eléctrica 512A, 512B, 532B'. Así, las barras de conexión eléctrica 512A, 512B, 512B' no presentan algún incremento sustancial en el espesor total de los paneles 500A, 500B en comparación con paneles no-calentados. Así, mecanizado para el fabricante no necesita ser especializado, y convertibilidad fácil se provee para un usuario final entre paneles no calentados y calentados. Por ejemplo, los paneles calentados 500A, 500B pueden tener un espesor total de aproximadamente 19 milímetros (0.75 pulgadas), lo cual es equivalente a un espesor total estándar para paneles convencionales, tales como paneles de piso no calentados, en ciertas industrias. Las hojas de fibra de carbono 508A, 508B pueden tener un espesor que es significativamente menor que el de las barras de conexión eléctrica 512A, 512B, 512B', y así, las hojas de fibra de carbono 508A, 508B pueden no necesitar se en bajo relieve para evitar incremento sustancial o desviación en el espesor de panel total. Por ejemplo, las hojas de fibra de carbono 508A, 508B pueden tener un espesor de aproximadamente 0.254 milímetros (0.010 pulgadas) hasta aproximadamente 0.381 milímetros (0.015 pulgadas). Si las hojas de fibra de carbono 508A, 508B tienen un espesor lo suficientemente significativo para garantizar medidas contrarias, las hojas de fibra de carbono 508A, 508B puede colocarse exclusivamente sobre los núcleos 528A, 528B, los cuales pueden tener un espesor reducido en comparación con los cierres 536. La diferencia en espesores entre los núcleos 528A, 528B y los cierres 536 puede ser aproximadamente igual al espesor de las hojas de fibra de carbono 508A, 508B de tal manera que una superficie de recepción plana, sustancialmente uniforme se crea para la superficie orientada hacia núcleo 544 del primer forro 540.

Además de las cavidades en bajo relieve 552 para las barras de conexión eléctrica 512A. 512B. 512B', las cavidades en bajo relieve o canales 554 también se forman en ciertos de los cierres 536 para recibir los cables eléctricos acoplados a los elementos de calentamiento 504A, 504B tal como el cable conectar 516 y los conductores 520A, 520B. Similar a las cavidades en bajo relieve 552 para las barras de conexión eléctrica 512A, 512B, 512B', las cavidades en bajo relieve o canales 554 inhiben el incremento o desviación en el espesor de panel total debido a los varios cables eléctricos 516, 520A, 520B.

Con referencia particular a las FIGS. 4-6, se proveen cavidades en bajo relieve adicionales 556 en ciertos de los cierres 536. Las cavidades en bajo relieve 556, se configuran para recibir bloques de terminal eléctricamente conductora 560. Los bloques de terminal 560 se proporcionan al extremo de cada uno de los conductores 520A de los primeros elementos de calentamiento 504A en la construcción ilustrada y pueden construirse de una pieza sólida de cobre en algunas construcciones. Los bloques de terminal 560 están completamente en bajo relieve dentro de las cavidades en bajo relieve 556 para inhibir el incremento o desviación en el espesor de panel total. Como se muestra en la FIG. 6, un poste de terminal 564 (por ejemplo, un tornillo en la construcción ilustrada) puede acoplarse con cada bloque de terminal 560, para proveer medios para acoplar los elementos de calentamiento 504A con una fuente de voltaje. En la construcción ilustrada, cada poste de terminal 564 es roscado en un orificio roscado o perforado provisto en el bloque de terminal respectiva 560, y el poste de terminal 564 se configura para extenderse a través de una apertura 566 en el segundo forro 542 para proyectarse hacia fuera del panel 500A. Aunque el bloque de terminal 560 se muestra con un espesor equivalente al de los cierres 536, el bloque de terminal 560 puede tener un espesor reducido (por ejemplo, aproximadamente la mitad de un cuarto el espesor de los cierres 536), y en tales construcciones el bloque de terminal 560 puede colocarse adyacente al segundo forro 542, con un bloque de cierre adicional colocado sobre éste, o la cavidad en bajo relieve 556 puede simplemente ser provista con una profundidad menor que es sustancialmente igual al espesor del bloque de terminal 560. La apertura 566 puede ser perforada después de que el panel 500A es curado. El panel 500A puede ser provisto alternativamente con cualquier tipo deseado de conector o enchufe para acoplar los elementos de calentamiento 504A con una fuente de voltaje externa. Aunque no se muestra, el segundo panel 500B puede tener una disposición similar.

La FIG. 7 ilustra un medio alternativo para permitir la conexión eléctrica de los elementos de calentamiento 504B a una fuente de voltaje externa. En la construcción de la FIG. 7, conductores eléctricos 520B se proveen con suficiente longitud para extenderse hacia fuera del panel 500B. Para facilitar el paso de los conductores 520B, hacia fuera del panel 500B, una adaptación hueca 570 se acopla a la superficie que se orienta hacia fuera 549 del segundo forro 542 en una ubicación 572 donde los conductores eléctricos 520B pasan a través del segundo forro 542. La ubicación 572 en la cual cada conductor eléctrico 520B pasa a través del segundo forro 542 puede estar en comunicación con uno de los canales de cable en bajo relieve 554, los cuales pueden ser formados directamente dentro de una cavidad en bajo relieve 552 que recibe una barra de conexión eléctrica 512B, 512B'. En la construcción ilustrada, la adaptación hueca 570 es una adaptación de "codo" de 90 grados, el cual puede ser acoplado al segundo forro 542 con adhesivo, aunque otros medios de sujeción apropiados, tales como sujetadores mecánicos, también pueden utilizarse. En la construcción ilustrada, la adaptación hueca 570 incluye un saliente 574 provisto para acoplamiento directo con la cara exterior del panel 500A provisto por la superficie 549 del segundo forro 542. Aunque no se muestra, el primer panel 500A puede tener una disposición similar.

Debería notarse que las capas mostradas en las vistas en sección transversal de las FIGS. 6 y 7 no están necesariamente a escala, y representan solamente una posibilidad de esquema de recubrimiento. Por ejemplo, cada una de las hojas de fibra de carbono 508A, 508B se muestra que ocupa un espacio discreto y sustancial entre el núcleo 528A, 528B y el primer forro 540. Sin embargo, las hojas de fibra de carbono 508A, 508B pueden actualmente ser sustancialmente más finas que el primer forro 540. Además, las hojas de fibra de carbono 508A, 508B pueden no ser colocadas entre el núcleo 528A, 528B y la superficie orientada hacia el núcleo 544 del primer forro 540, sino que pueden ser integradas dentro del primer forro 540, para yacer entre las dos superficies 544, 545 del primer forro 540 humedeciendo fuera las hojas de fibra de carbono 508A, 508B con resina liquida (por ejemplo, resina fenólica reforzada con fibra de vidrio) que es curada después para formar el forro de resina sólida 540 con las hojas de fibra de carbono 508A, 508B encajonadas ahí. En tal construcción, un método de fabricación puede incluir aplicar una primera capa de resina fenólica líquida sobre la cara del núcleo 528A, 528B que está para recibir el primer forro 540, colocando las hojas de fibra de carbono 508A, 508B de los elementos de calentamiento 504A, 504B en la primera capa de resina fenólica líquida, y después aplicar una segunda capa fenólica líquida sobre las hojas de fibra de carbono 508A, 508B. Una o más capas de refuerzo (por ejemplo, estera de fibra de vidrio) también puede proveerse en la parte superior y debajo de las hojas de fibra de carbono 508A, 508B y saturada con resina fenólica líquida. Bajo curado de la resina fenólica líquida (por ejemplo, mediante calentamiento y presión), un forro unitario 540 se forma que contiene las hojas de fibra de carbono 508A, 508B entre sus superficies 544, 545. La resina fenólica líquida de los primero y segundo forros 540, 542 también forma uniones fuertes con los apoyos fenólicos 532 de los núcleos 528A, 528B durante el proceso de curado de tal manera que las varias capas son unificadas en una estructura de panel compuesto sólido. Construcciones alternativas también pueden emplearse para el posicionamiento de los elementos de calentamiento 504A, 504B. Por ejemplo, los elementos de calentamiento 504A, 504B (y particularmente las hojas de fibra de carbono 508A, 508B) pueden aún ser provistos en una superficie hacia el exterior del panel 500A, 500B tal como la superficie 545 del primer forro 540, y pueden ser aplicados al primer forro 540 después del curado del mismo. Ya sea arriba, abajo o dentro del primer forro 540, y ya sea aplicado antes o después de curado del primer forro 540, todos los ejemplos de arriba de posiciones específicas de los elementos de calentamiento 504A, 504B se consideran para colocar los elementos de calentamiento 504A, 504B adyacentes a la cara interior 545 del panel 500A, 500B para facilitar calentamiento abundante hacia el lado interior del panel 500A, 500B.

Esquemas eléctricos que muestran los elementos de calentamiento 504A, 504B de los paneles respectivos 500A, 500B se ilustran en la FIG. 8. Aunque se muestran juntos en la FIG. 8 para conveniencia, los paneles 500A, 500B pueden estar separados entre sí a lo largo de la línea 524 para permitir la instalación separada como se mencionó arriba. Los elementos de calentamiento 504A del primer panel 500A son cada uno mostrados esquemáticamente como una resistencia R1 , y los elementos de calentamiento 504B del segundo panel 500B son mostrados cada uno esquemáticamente como una resistencia R2. Fuentes de voltaje similares que tienen un primer voltaje V se ilustran como siendo aplicados a cada conjunto de elementos de calentamiento 504A, 504B. Si la resistencia R1 de cada primer elemento de calentamiento 504A y la resistencia R2 de cada segundo elemento de calentamiento 504B son sustancialmente equivalentes, entonces una corriente eléctrica sustancialmente equivalente fluirá a través de cada conjunto de elementos de calentamiento 504A, 504B y sustancialmente calentamiento equivalente se provee para cada uno de los paneles 500A, 50OB. Sin embargo, las resistencias R1 , R2 son diferentes en algunas construcciones debido a por lo menos uno de: el tipo de material de las hojas 508A, 508B y la disposición física de cada hoja 508A, 508B entre sus barras de conexión eléctrica respectivas, ambas de las cuales puede causar un cambio en ambas la resistencia y la corriente eléctrica, y así la salida de calor.

Como se muestra en los dibujos, los elementos de calentamiento 504A, 504B cubren la mayor parte pero menos que el área de panel completo. Sin embargo, debería comprenderse que virtualmente cualquier configuración deseada puede lograrse con respecto a la densidad de calor necesaria y área calentada para un panel particular. Por ejemplo, algunos paneles pueden tener solamente ciertas porciones designadas usadas para definir un compartimiento de pasajero calentado por ejemplo, y así el calentamiento se provee solamente a esas ubicaciones particulares En otras construcciones, el tamaño de los elementos de calentamiento 504A, 504B puede ser sustancialmente igual al área completa del panel(es) 500A, 500B. En construcciones adicionales, el primer forro 540 puede lograr una temperatura elevada sustancialmente uniforme en la cara interior 545 aunque los elementos de calentamiento 504A, 504B no cubren el área completa del panel.

Las FIGS. 9 y 10, ilustran esquemáticamente diseños para paneles 600A, 600B que utilizan más de dos elementos de calentamiento 504A, 504B, cada uno. La FIG. 9 ilustra un panel generalmente en forma de "T" 600A en el cual tres elementos de calentamiento 504A se proveen para cubrir la mayor parte del área del panel 600A. El panel 600A puede tener la construcción básica descrita arriba. Como con el panel 500A de la FIG. 1 , los elementos de calentamiento 504A incluyen barras de conexión eléctrica 512A provistas a través de cada dimensión menor de las hojas de fibra de carbono rectangulares 508A. Los tres elementos de calentamiento 504A están acoplados en serie vía los cables de conexión 516, entre barras de conexión eléctrica adyacentes 512A. El panel 600B de la FIG. 10 es sustancia Imente idéntico al panel 600A de la FIG. 9, excepto por la estructura y conexión de los elementos de calentamiento 504B. Como con el panel 500B de la FIG. 2, los elementos de calentamiento 504B incluyen barras de conexión eléctrica 512B provistas a través de cada dimensión mayor de las hojas de fibra de carbono rectangulares 508B. Los tres elementos de calentamiento 504B están acoplados en serie vía los cables de conexión 516, entre barras de conexión eléctrica adyacentes 512B. El elemento de calentamiento central 504A, 504B en cada panel 600A, 600B tiene una orientación rotacional que está desfasada 90 grados desde los dos elementos de calentamiento restantes 504A, 504B en cada panel 600A, 600B.

Como se muestra por la discrepancia en la línea de peso en las FIGS. 9 y 10, las hojas de fibra de carbono 508A en el primer panel 600A están formadas de fibra de carbono más pesada y gruesa que las hojas 508B, en el segundo panel 600B. Por lo tanto, la fibra de carbono de las primeras hojas 508A tiene sustancialmente menos resistencia eléctrica. Sin embargo, debido a que las dos barras de conexión eléctrica 512B de cada uno de los segundos elementos de calentamiento 504B están colocadas más cercanas juntas que las barras de conexión eléctrica 512A de cada uno de los primeros elementos de calentamiento 504A, la resistencia neta de cada elemento de calentamiento 504B, del segundo panel 600B puede ser sustancialmente equivalente a la resistencia neta de cada elemento de calentamiento 504A del primer panel 600A. Para crear un elemento de calentamiento con un resistencia más baja que los elementos de calentamiento ilustrados 504A, 504B, una fibra de carbono gruesa tal como esa de las hojas 508A puede usarse con la configuración de barra de conexión mostrada en la FIG. 10. Para crear un elemento de calentamiento con una resistencia más alta que los elementos de calentamiento ilustrados 504A, 504B, una fibra de carbono fina tal como esa de las hojas 508B puede usarse con la configuración de barra de conexión mostrada en la FIG. 9. Las opciones para construir y disponer uno o más paneles con calefacción pueden incluir además proveer uno o más de cualquiera de los elementos de calentamiento descritos en un panel único, o en múltiples paneles conectados-eléctricamente, y conectando los varios elementos de calentamiento y los varios paneles en paralelo o en serie con una o múltiples fuentes de voltaje.

La FIG. 11 , ilustra aún otra panel con calefacción 700. El panel incluye un primer forro 740 un segundo forro 742, y una pluralidad de cierres 736, todos los cuales puede ser sustancialmente similares a las características correspondientes de los paneles 500A, 500B descritas anteriormente. El panel 700 incluye un elemento de calentamiento 704 similar al elemento de calentamiento 504B descrito arriba, pero variantes del elemento de calentamiento 704 ciertamente se contemplan. En la construcción ilustrada, el elemento de calentamiento 704 incluye una hoja 708 de hilos de fibra de carbono tejido que se extienden entre dos barras de conexión eléctrica opuestas 712, cada una teniendo un conductor eléctrico 720 que se extiende desde ahí para conexión a una fuente de voltaje (no se muestra). Como se describió con respecto a las barras de conexión eléctrica 512A, 512B, 512B' de los paneles 500A, 500B, las barras de conexión eléctrica 712 tienen un espesor sustancialmente mayor que un espesor de la hoja de fibra de carbono 708. En lugar de proveer cavidades en bajo relieve para recibir las barras de conexión eléctrica 712, el panel 700 se provee sin algún núcleo convencional cualquiera, y un par de capas de refuerzo auxiliares 787 (por ejemplo, esteras de fibra de vidrio) se colocan arriba y abajo de la hoja de fibra de carbono 708, pero no sobre las barras de conexión En la construcción de la FIG. 11 , el espesor total del panel 700, entre las superficies de forro exterior 745, 749 puede ser sustancialmente más delgado que ese de los paneles 500A, 500B (por ejemplo, aproximadamente 6.35 milímetros (0.25 pulgadas) en comparación con aproximadamente 19 milímetros (0.75 pulgadas)). El panel 700 puede considerarse "sin núcleo" con respecto a un núcleo convencional, pero el elemento de calentamiento 704 y las capas de refuerzo auxiliares 787 pueden considerarse para proveer un núcleo de panel. Como con los cierres 536 descritos arriba, los cierres 736 del panel 700 pueden incluir canales en bajo relieve 754, para los conductores eléctricos 720 y/o cavidades en bajo relieve 756 para bloques de terminal eléctrica (no se muestran).

La FIG. 12 lustra un elemento de calentamiento 804 que tiene una construcción alternativa de las capas de calentamiento 504A, 504 B, 704 descrito anteriormente. Como opuesto a un tejido de canasta de 90 grados que tiene un conjunto de hilos paralelos a las barras de conexión eléctrica y otro conjunto perpendicular a las barras eléctricas, la hoja 808 del elemento de calentamiento 804 de la FIG. 12 se provee con un tejido de diamante en el cual todos los hilos de fibra de carbono corren a ángulos sustancialmente de 45 grados con respecto a las barras de conexión eléctrica 812. Como con los otros elementos de calentamiento discutidos arriba, el elemento de calentamiento 804 incluye un conductor eléctrico 820 que se extiende desde cada barra de conexión eléctrica 812 para facilitar la conexión a una fuente de voltaje. Aunque la FIG. 12 ilustra una construcción posible, debería entenderse que otros tipos de patrones de diamante o no diamante también pueden usarse.

La FIG. 13 ilustra aún otro tipo de elemento de calentamiento 904 para uso en construir un panel con calefacción 900 (FIG. 14). El elemento de calentamiento 904 incluye una membrana o película 908 de fibra de carbono resistiva, en lugar de una hoja similar a tela tejida. La película de fibra de carbono 908 puede ser una película compuesta tal como una película PET reforzada de fibra y cerrada, fina con barras de conexión eléctrica de cobre integradas 912. La película de fibra de carbono 908 puede tener un espesor menor de aproximadamente 0.5 mm. La película 908 también puede ser provista con una pluralidad de aperturas o perforaciones 913. Aunque la película 908 de la FIG. 13 puede incorporarse en un panel compuesto en una manera similar a esas descritas arriba, la FIG. 14 ilustra un medio particularmente único para construir un panel compuesto con calefacción 900.

Similar a otros paneles descritos arriba, el panel 900 incluye los primero y segundo forros 940, 942 y un núcleo 928 (por ejemplo, de tiras de espuma 930 y apoyos fenólicos precurados 932) entre éstos. Sin embargo, la FIG. 14 ilustra que el elemento de calentamiento 904 puede ser colocado sobre una superficie 945 del primer forro 940, opuesto a una superficie orientada al núcleo 944. En algunas construcciones, el elemento de calentamiento 904 puede unirse a la superficie 945 del primer forro 940, con un adhesivo 951. Asi, el elemento de calentamiento 904 forma una superficie hacia fuera del panel 900, en su totalidad. La superficie 945 del primer forro 940 recibiendo el elemento de calentamiento 904 puede ser una superficie interior del panel 900 usada para definir el límite interior de un compartimiento. Para cubrir el elemento de calentamiento 904 e inhibir daño al mismo lo cual puede ocurrir de otra forma por tráfico de pie y otro medio, una cubierta adicional, tal como una estera de piso 999 puede colocarse sobre el panel 900.

Como se mencionó brevemente anteriormente, una pluralidad de paneles compuestos con calefacción, de conformidad con alguna construcción descrita en la presente pueden usarse juntos para definir una estructura de piso de un medio de transporte, tal como un tren, camión, elevador, etc. Los elementos de calentamiento provistos en toda la pluralidad de paneles con calefacción o un grupo designado de paneles con calefacción pueden acoplarse juntos en paralelo o en serio con una fuente de voltaje común. Cada panel con calefacción o grupo de paneles con calefacción también pueden acoplarse con fuentes de voltaje únicas, las cuales pueden proveer voltajes sustancialmente equivalentes, diferentes voltajes o voltajes ajustables.

Varias características y ventajas de la invención se publican en las siguientes reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un panel que tiene una cara exterior del mismo adaptada para fijación a una estructura de soporte y una cara interior del mismo adaptada para definir un límite de un compartimiento; el panel comprende: un núcleo encapsulado dentro de una estructura de panel de material fenólico reforzado, el núcleo tiene las primera y segunda caras del mismo, y una periferia del mismo, la estructura de panel incluyendo los primero y segundo forros fijados a las primera y segunda caras del núcleo; uno o mas cierres están dispuestos entre los forros sobre la periferia del núcleo, con uno o más cierres que son fijados a los primero y segundo forros; un elemento de calentamiento adyacente a la cara interior del panel, el elemento de calentamiento incluye material de fibra de carbono que se extiende entre y acopla eléctricamente dos barras de conexión eléctrica opuestas; y un cable eléctrico acoplado a cada una de las barras de conexión eléctrica del elemento de calentamiento para introducir un voltaje a través del elemento de calentamiento.

2 - El panel de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el material de fibra de carbono incluye una pluralidad de hilos de fibra de carbono tejidos juntos en un patrón de diamante.

3.- El panel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cada una de las barras de conexión eléctrica incluye un par de placas de cobre que intercalan un extremo correspondiente de cada uno del material de fibra de carbono.

4.- El panel de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento de calentamiento está empotrado en el primer forro del panel, y unido integralmente por el material fenólico reforzado.

5. - El panel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque las barras de conexión eléctrica tienen un espesor mayor que el espesor del material de fibra de carbono, y las barras de conexión eléctrica se reciben en cavidades en bajo relieve de uno o más cierres.

6. - El panel de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque los cables eléctricos se colocan en cavidades en bajo relieve de uno o más cierres.

7.- El panel de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque uno o más cierres que tienen las cavidades en bajo relieve son bloques fenólicos mecanizables.

8.- El panel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cada uno de los cables eléctricos termina en un bloque de terminal eléctricamente conductor correspondiente, cada uno de los bloques de terminal se recibe en una cavidad en bajo relieve correspondiente en uno o más cierres, en donde un poste de terminal se coloca en cada uno de los bloques de terminal y se extiende hacia fuera desde el panel para conectar el elemento de calentamiento a una fuente de voltaje.

9. - El panel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque uno o más cierres que tienen las cavidades en bajo relieve son bloques fenólicos mecanizables.

10. - El panel de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un par de adaptaciones huecas acopladas a la cara exterior del panel, cada una de las adaptaciones huecas provee un conducto a través del cual uno de los cables eléctricos correspondiente pasa y se extiende lejos de la cara exterior para conexión a una fuente de voltaje.

11. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento de calentamiento es un primer elemento de calentamiento, el panel además comprende por lo menos un elemento de calentamiento adicional acoplado al primer elemento de calentamiento en serie.

12 - El panel de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque el primer elemento de calentamiento y por lo menos un elemento de calentamiento adicional tiene un área de superficie sustancialmente equivalente y provee una pluralidad de áreas calentadas uniformemente dentro del panel.

13.- El panel de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque cada uno del primer elemento de calentamiento y por lo menos un elemento de calentamiento adicional tiene una dimensión mayor y una dimensión menor, y las barras de conexión eléctrica se proveen a través de la dimensión mayor.

14 - El panel de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque cada uno del primer elemento de calentamiento y por lo menos un elemento de calentamiento adicional tiene una dimensión mayor y una dimensión menor, y las barras de conexión eléctrica se proveen a través de la dimensión menor.

15. - Un método para fabricar un panel compuesto calentado, el método comprende: proveer un núcleo; colocar los cierres alrededor del núcleo para rodear el núcleo y definir una periferia del panel, los cierres tienen una densidad mayor que una densidad del núcleo e incluyen una pluralidad de cavidades en bajo relieve; proveer un elemento de calentamiento que incluye una hoja de fibra de carbono que se extiende entre dos barras de conexión eléctrica opuestas; colocar el elemento de calentamiento sobre el núcleo de tal manera que las barras de conexión eléctrica se reciben en por lo menos uno de la pluralidad de cavidades en bajo relieve y la hoja de fibra de carbono se extiende sobre por lo menos una porción del núcleo; e intercalar el núcleo y los cierres entre un primer forro fenólico reforzado y un segundo forro fenólico reforzado para encapsular el núcleo y empotrar el elemento de calentamiento de fibra de carbono dentro del panel.

16. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque adicionalmente comprende empotrar el elemento de calentamiento de fibra de carbono dentro del primer forro fenólico reforzado saturando el elemento de calentamiento de fibra de carbono en por lo menos una capa de resina fenólica liquida, colocar una capa de refuerzo sobre el elemento de calentamiento de fibra de carbono, saturar la capa de refuerzo con por lo menos una capa adicional de resina fenólica líquida, y curar conjuntamente todas capas de resina fenólica líquida para formar el primer forro fenólico reforzado que tiene el elemento de calentamiento de fibra de carbono empotrado ahí.

17. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque adicionalmente comprende proveer los cierres como bloques fenólicos, y mecanizar por lo menos una cavidad en bajo relieve dentro de los bloques fenólicos.

18. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende adicionalmente proveer un par de alambres eléctricos acoplados a las barras de conexión eléctrica para acoplar el elemento de calentamiento a una fuente de voltaje, y colocar cada uno del par de alambres eléctricos en una de la pluralidad de cavidades en bajo relieve.

19. - El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque adicionalmente comprende proveer los cierres como bloques fenólicos, y mecanizar por lo menos una cavidad en bajo relieve dentro de los bloques fenólicos.

20. - El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque adicionalmente comprende acoplar cada uno de par de cables a una bloque de terminal eléctricamente conductor, y colocar cada uno de los bloques de terminal eléctricamente conductores en una de la pluralidad de cavidades en bajo relieve.

21. - El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque adicionalmente comprende acoplar un poste de terminal a cada uno de los bloques de terminal eléctricamente conductores, tal que los postes de terminal se proyectan hacia fuera desde el panel para acoplar el elemento de calentamiento de fibra de carbono a la fuente de voltaje.

22. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el elemento de calentamiento es un primer elemento de calentamiento, el método además comprende proveer un segundo elemento de calentamiento similar, y colocar los primero y segundo elementos de calentamiento de manera sin superposición sobre el núcleo.

23. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque adicionalmente comprende acoplar eléctricamente los primero y segundo elementos de calentamiento en serie.