DE102011015747A1

DE102011015747A1 - Plattenförmige Elemente aus geschäumter Keramik

Info

Publication number: DE102011015747A1
Application number: DE102011015747A
Authority: DE
Inventors: Henning Scheel; Michael Hein
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der plattenförmigen Elemente im Zusammenhang mit Fahrzeuginnenräumen, und betrifft insbesondere ein Akustikelement zum Erzeugen von Schallwellen, eine Innenraumverkleidung von Fahrzeuginnenräumen und ein Luftfahrzeug. Um ein plattenförmiges Strukturbauteil zur Verfügung zu stellen, das eine gute dreidimensionale Formbarkeit während der Herstellung aufweist, und zudem ein möglichst niedriges Eigengewicht bei gleichzeitig ausreichender Stabilität gewährleistet, ist beispielsweise eine Innenraumverkleidung von Fahrzeuginnenräumen mit einer Vielzahl von plattenförmigen Verkleidungselementen vorgesehen, wobei wenigstens eines der plattenförmigen Verkleidungselemente wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial besteht. Gemäß einem weiteren Beispiel ist ein Aktivakustikelement (150) vorgesehen, das wenigstens ein plattenförmiges Element (152) und wenigstens einen Aktuator (154) aufweist, wobei der Aktuator ausgebildet ist derart auf das plattenförmige Element einzuwirken, dass dieses in Schwingungen versetzt wird, und wobei das wenigstens eine plattenförmige Element ausgebildet ist, um in Abhängigkeit der durch den Aktuator erzeugten Schwingungen Schallwellen (156) zu erzeugen. Das plattenförmige Element besteht wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial (158).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der plattenförmigen Elemente im Zusammenhang mit Fahrzeuginnenräumen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Akustikelement zum Erzeugen von Schallwellen, eine Innenraumverkleidung von Fahrzeuginnenräumen, ein Luftfahrzeug sowie die Verwendung eines Aktivakustikelements oder einer Innenraumverkleidung in einem Luftfahrzeug.
Plattenförmige Elemente kommen z. B. als Verkleidungselemente bei Innenraumverkleidungen vor. Beispielsweise werden plattenförmige Elemente auch als schallabstrahlende Membranen bei Innenraumverkleidungen, wie zum Beispiel Flugzeugkabinenverkleidungen, verwendet. Typischerweise kommen dabei leichtgewichtige Sandwichkonstruktionen mit Wabenkern zum Einsatz. Ziel ist dabei in der Regel, eine ausreichende Stabilität bei gleichzeitig verringertem Eigengewicht und Bauraum zu erreichen. DE 196 53 850 A1 beschreibt eine Sandwichkonstruktion mit Wabenkern für ein plattenförmiges Bauteil einer Innenraumverkleidung eines Luftfahrzeugs. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die üblichen Sandwichkonstruktionen eine stark eingeschränkte dreidimensionale Formbarkeit aufweisen, bzw. einen sehr hohen konstruktiven Aufwand während der Herstellung bedeuten.
Es besteht daher ein Bedarf ein plattenförmiges Strukturbauteil zur Verfügung zu stellen, das eine gute dreidimensionale Formbarkeit während der Herstellung aufweist, und zudem ein möglichst niedriges Eigengewicht bei gleichzeitig ausreichender Stabilität gewährleistet.
Dies wird durch ein Aktivakustikelement, eine Innenraumverkleidung, ein Luftfahrzeug, sowie die Verwendung nach einem der unabhängigen Ansprüche erreicht. Beispielhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Aktivakustikelement zum Erzeugen von Schallwellen vorgesehen, mit wenigstens einem plattenförmigen Element und wenigstens einem Aktuator. Der Aktuator ist ausgebildet, um derart auf das plattenförmige Element einzuwirken, dass dieses in Schwingungen versetzt wird. Das wenigstens eine plattenförmige Element ist ausgebildet, um in Abhängigkeit der durch den Aktuator erzeugten Schwingungen Schallwellen zu erzeugen. Das plattenförmige Element besteht wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial.
Mit dem Begriff „Aktivakustikelement” wird ein Element bezeichnet, bei dem akustische Signale erzeugt werden können. Beispielsweise kann das Aktivakustikelement zur Musik- und Sprachwiedergabe eingesetzt werden.
Darüberhinaus kann das Aktivakustikelement auch zur allgemeinen Geräuschwiedergabe verwendet werden, z. B. auch zur Maskierung von Lärm, bzw. aktiven Lärmmaskierung.
Der aktiv erzeugte Schall kann auch zur aktiven Schallreduktion bzw. Schallfeldkontrolle eingesetzt werden (siehe unten), in Abhängigkeit davon, ob es als Modenstrahler oder als Konus/Flächenstrahler ausgebildet ist.
Das Aktivakustikelement ist beispielsweise ein Flachlautsprecher oder Flachmembranlautsprecher. Der Aktuator ist beispielsweise ein Exciter, d. h. Erregereinrichtung, der das plattenförmige Element anregt.
Das Aktivakustikelement kann zur gezielten Schallwiedergabe ausgebildet sein, beispielsweise zur Wiedergabe von Sprachmitteilungen und/oder Musik.
Das Aktivakustikelement kann alternativ oder auch in Ergänzung zur gezielten Schallwiedergabe zur Wiedergabe von Gegenschallwellen ausgebildet sein, um den Schallwellenpegel zu reduzieren, beispielsweise in einem Fahrzeuginnenraum, insbesondere in einem Kabinenbereich eines Luftfahrzeugs.
Es sei darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff Luftfahrzeug insbesondere Flugzeuge und Hubschrauber, sowie auch Luftfahrtschiffe, verstanden werden.
Das geschäumte Keramikmaterial bietet zum einen eine gute dreidimensionale Formbarkeit während des Herstellungsprozesses und zum anderen andererseits auch eine ausreichende Steifigkeit bei einem möglichst niedrigen Gewicht, was bei Fahrzeugen, insbesondere bei Luftfahrzeugen, von großer Bedeutung ist. Das Material Keramikschaum bietet zudem einen guten Abstrahlgrad, so dass ein Aktivakustikelement mit möglichst guter Effizienz bei möglichst geringem Gewicht möglich ist. Gleichzeitig bietet das Material den Vorteil einer höheren Sensitivität, d. h. Leistungsbilanz, bei gleicher elektrischer Eingangsleistung des Schwingungserregers im Vergleich zu Sandwichkonstruktionen mit Wabenkern.
Beispielsweise ist das plattenförmige Element des Aktivakustikelements gleichzeitig auch Verkleidungselement einer Innenraumverkleidung eines Fahrzeuges.
Das geschäumte Keramikmaterial ist beispielsweise offenporig ausgebildet. Auf der dem Raum abgewandten Seite kann eine Abdeckung vorgesehen sein, die vorzugsweise eine geschlossene Fläche bildet, um die Schallerzeugung zu unterstützen. Die Abdeckung ist dabei vorzugsweise luftdicht und kann als Folie ausgebildet sein. Die geschlossene Wirkung kann auch durch eine Einlage in dem Keramikmaterial oder eine im Keramikmaterial vorgesehene Verdichtung, bzw. Ausbildung einer Schicht mit geschlossen-poriger/-zelliger Struktur, erreicht werden. Eine derartige verdichtete Schicht kann auch auf der Rückseite vorgesehen sein.
Der dem Raum zugewandte Bereich des Keramikmaterials dient dann beispielsweise gleichzeitig auch als Absorber, insbesondere für hochfrequente Schallwellenbereiche.
Das geschäumte Keramikmaterial ist gemäß einem anderen Beispiel geschlossenporig ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Beispiel ist das geschäumte Keramikmaterial offenporig und wenigstens teilweise mit einer geschlossenen Deckschicht versehen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das plattenförmige Element eine geschäumte Glaskeramik auf. Beispielsweise ist Siliziumkeramik vorgesehen. Das plattenförmige Element kann dabei als Keramikschaumpaneel ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das geschäumte Keramikmaterial transluzent und das plattenförmige Element ist wenigstens teilweise lichtdurchlässig.
Das geschäumte Keramikmaterial ist dabei lichttransmittierend, wobei unter „transluzent” die Eigenschaft verstanden wird, Licht hindurch zu lassen, ohne aber dabei durchsichtig zu sein, d. h. Licht wird lediglich streuend durchgelassen.
Beispielsweise ist das geschäumte Keramikmaterial derart transluzent, dass eine hinter dem plattenförmigen Element angeordnete Lichtquelle in ausgeschaltetem Zustand durch das plattenförmige Element nicht zu erkennen ist.
Das Aktivakustikelement in Kombination mit einer Lichtquelle eignet sich insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen, wie z. B. in Schienenfahrzeugen, d. h. Zügen, Bussen und Luftfahrzeugen, also Fahrzeugen, bei denen eine Vielzahl von Personen befördert wird.
Das Aktivakustikelement in Kombination mit einer Lichtquelle kann beispielsweise auch in PKWs oder LKWs Verwendung finden.
Das Aktivakustikelement in Kombination mit einer Lichtquelle eignet sich insbesondere auch für den Einsatz in Wasserfahrzeugen, wie z. B. Fähren oder andere Schiffe, bei denen eine Vielzahl von Personen befördert wird.
Ein wesentliches Merkmal des Aktivakustikelements besteht jedenfalls darin, auf kleinem Bauraum unterschiedliche Funktionen zu kombinieren, wobei gemäß einem Beispiel zumindest Akustik und Beleuchtung integrativ kombiniert sind.
Das geschäumte Keramikmaterial kann derart transluzent ausgebildet sein, dass eine hinter dem plattenförmigen Element angeordnete Lichtquelle auch in eingeschaltetem Zustand durch das plattenförmige Element nicht als solche erkennbar ist, sondern vielmehr die lichtstreuende Wirkung dafür sorgt, dass die Lichtquelle, insbesondere bei punktförmigen Lichtquellen, nicht als solche erkennbar ist, sondern vielmehr nur ein lichtabstrahlender Bereich sichtbar ist.
Insbesondere kann das plattenförmige Element durchgehend transluzent ausgebildet sein. Das plattenförmige Element kann aber auch auf die Fläche bezogen unterschiedliche Transluzenzgrade aufweisen, beispielsweise bei einem durchgehend transluzent ausgebildeten plattenförmigen Element oder bei einem nur teilweise transluzent ausgebildeten plattenförmigen Element.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das plattenförmige Element eine dreidimensionale Oberflächenstruktur auf. Die dreidimensionale Oberfläche kann eine visuell einen Raum abschließende Oberfläche bilden, zum Beispiel bei einer Wandverkleidung. Das plattenförmige Element kann auch als Konturfläche ausgebildet sein, die Vertiefungen und/oder Erhöhungen aufweist.
Das plattenförmige Element ist beispielsweise derart ausgebildet, dass wenigstens in einer Richtung ein Querschnittsprofil vorgesehen ist, mit vor und/oder Rücksprüngen. Das plattenförmige Element kann beispielsweise einsinnig gekrümmte Flächensegmente aufweisen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das geschäumte Keramikmaterial eine Porosität von mindestens 75% auf. Insbesondere ist eine Porosität von 90%, bevorzugt von 95% vorgesehen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das geschäumte Keramikmaterial eine Dichte von höchstens 175 kg/m³ auf. Die Dichte bezieht sich auf das Raumgewicht des Schaummaterials. Die Dichte kann insbesondere höchstens 150 kg/m³, bevorzugt ca. 140 kg/m³ betragen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das geschäumte Keramikmaterial eine Biegesteifigkeit von mindestens 150 Nm auf. Als Biegesteifigkeit kann ein Bereich von mindestens 200 Nm bis 900 Nm vorgesehen sein.
Das geschäumte Keramikmaterial kann auf die Fläche bezogen auch unterschiedliche Porositätsgrade aufweisen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das geschäumte Keramikmaterial aus einem Vollkeramikmaterial hergestellt, z. B. aus Aluminiumoxidkeramik, mit einer Dichte von ca. 2,8 g/cm³. Bei einer Porosität von 75% weist das geschäumte Material dann eine Dichte von 0,7 g/cm³ auf. Bei einer Porosität von 95% weist das geschäumte Material eine Dichte von 0,14 gr/cm³ auf.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das geschäumte Keramikmaterial mindestens auf einer Seite wenigstens teilweise mit einer Verkleidung versehen. Das plattenförmige Element kann z. B. wenigstens auf der dem Raum zugewandten Seite mit einer Verkleidungsschicht versehen sein. Beispielsweise kann als Verkleidung eine hautartige Funktionsschicht vorgesehen sein, zum Beispiel eine abwaschbare Schicht, die jedoch lichtdurchlässig sein kann. Als Verkleidung kann beispielsweise ein Roving vorgesehen sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Innenraumverkleidung von Fahrzeuginnenräumen vorgesehen, mit einer Vielzahl von plattenförmigen Verkleidungselementen, wobei wenigstens eines der plattenförmigen Verkleidungselemente wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial besteht. Geschäumtes Keramikmaterial bietet u. a. den Vorteil, dass es eine gute dreidimensionale Formbarkeit aufweist und zudem, wie bereits oberhalb erwähnt, ausreichend leicht und stabil ist.
Das geschäumte Keramikmaterial ist z. B. offenporig ausgebildet und auf der dem Raum abgewandten Seite ist eine Abdeckung vorgesehen, die vorzugsweise eine geschlossene Fläche bildet, um die Schallerzeugung zu unterstützen. Die Abdeckung ist dabei z. B. luftdicht als Folie ausgebildet. Die geschlossene Wirkung kann auch durch eine Einlage in dem Keramikmaterial oder eine im Keramikmaterial vorgesehene Verdichtung, bzw. Ausbildung einer Schicht mit geschlossen-poriger/-zelliger Struktur, erreicht werden. Der dem Raum zugewandte Bereich des Keramikmaterials dient als Absorber, insbesondere für hochfrequente Schallwellenbereiche.
Beispielsweise weist das plattenförmige Verkleidungselement eine geschäumte Glaskeramik auf.
Zum Beispiel kann wenigstens eines der plattenförmigen Verkleidungselemente vollflächig und/oder vollständig aus dem geschäumten Keramikmaterial bestehen.
Das plattenförmige Element weist beispielsweise eine dreidimensionale Oberfläche auf und kann an benachbarte Konturen angepasst sein.
Das geschäumte Keramikmaterial des plattenförmigen Elements weist z. B. eine Porosität von mindestens 75%, und/oder eine Dichte von höchstens 175 kg/m³, und/oder eine Biegesteifigkeit von mindestens 150 Nm auf.
Das Keramikmaterial des plattenförmigen Elements kann mindestens auf einer Seite wenigstens teilweise mit einer Verkleidung versehen sein.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform bildet zumindest ein plattenförmiges Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial ein wenigstens teilweise offenporiges Lüftungsverkleidungssegment zum Luftaustritt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das geschäumte Keramikmaterial transluzent und zumindest ein plattenförmiges Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial ist wenigstens teilweise lichtdurchlässig und bildet ein transluzentes Verkleidungssegment zum Lichtdurchtritt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist auf der dem Raum abgewandten Seite des plattenförmigen Elements eine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet ist, um wenigstens Teilbereiche des Innenraums zu beleuchten und/oder Informationen anzuzeigen.
Das plattenförmige Element bildet beispielsweise eine Lichtblende. Zum Beispiel dient die Beleuchtungsvorrichtung als Beleuchtung für einen Passagierbereich, beispielsweise als Leselampe für den Passagier. Die Beleuchtungsvorrichtung kann an dem plattenförmigen Element befestigt sein.
Das plattenförmige Element kann einen Signalbereich aufweisen, beispielsweise mit einem Anschnallzeichen und/oder einem Hinweiszeichen für den Belegungszustand eines Toilettenbereichs, zum Beispiel an Bord eines Luftfahrzeugs.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist eine Innenraumverkleidung vorgesehen, bei der ein Aktivakustikelement bei einem der oberhalb genannten Aspekte bzw. Beispiele vorgesehen ist, und wobei zumindest ein plattenförmiges Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial das wenigstens eine plattenförmige Element des Aktivakustikelements bildet, das durch den Aktuator in Schwingungen versetzt werden kann, zum Erzeugen von Schallwellen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Innenraumverkleidung als Kabinenverkleidung eines Luftfahrzeugs ausgebildet und weist wenigstens eine Passagierversorgungseinheit (PSU) auf. Die wenigstens eine Passagierversorgungseinheit weist wenigstens ein Aktivakustikelement nach einem der oberhalb genannten Aspekte bzw. Beispiele auf.
Die Passagierversorgungseinheit kann als Versorgungskanaleinheit ausgebildet sein, wobei der Versorgungskanal mit wenigstens einem der Aktivakustikelemente abgedeckt ist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Aktivakustikelement zur Schallerzeugung integrativ als multifunktionales Versorgungsbauteil mit einem Lichtelement zur Informationsanzeige und/oder Beleuchtung, und/oder einer Signal-Eingabevorrichtung ausgebildet.
Beispielsweise ist eine Kombination der Funktionen Belichtung, Signalanzeige, d. h. Informationsvermittlung, Belüftung und/oder Akustiksignalerzeugung kombiniert vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch noch weitere Funktionen mit aufgenommen werden können, bzw. auch nicht alle der genannten Funktionen in einem Bauteil integriert ausgebildet sein müssen.
Beispielsweise kann die Signaleingabevorrichtung als Ruf- oder Benachrichtigungstaste oder -knopf für das Flugbegleitpersonal ausgebildet sein.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Bereich des plattenförmigen Elements der Innenraumverkleidung als berührungsempfindliches Bedienelement ausgebildet ist, wobei Sensoren vorgesehen sind, die eine Berührung erfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Luftfahrzeug mit einer Rumpfkonstruktion und einem innerhalb der Rumpfkonstruktion angeordneten Kabinenbereich vorgesehen, wobei der Kabinenbereich wenigstens teilweise mit einer Innenraumverkleidung nach einer der zuvor genannten Ausführungsbeispiele bzw. Aspekte verkleidet ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Luftfahrzeug mit einer Rumpfkonstruktion und einem innerhalb der Rumpfkonstruktion angeordneten Kabinenbereich vorgesehen, wobei im Bereich der Kabinenverkleidung wenigstens ein Aktivakustikelement nach einem der oberhalb genannten Aspekte bzw. Ausführungsbeispiele vorgesehen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch die Verwendung eines Aktivakustikelements nach einer der vorher genannten Ausführungsformen bzw. Aspekte in einem Luftfahrzeug vorgesehen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch die Verwendung einer Innenraumverkleidung nach einer der oberhalb benannten Aspekte bzw. Ausführungsbeispiele in einem Luftfahrzeug vorgesehen.
Die oberhalb beschriebenen Beispiele und Aspekte können in unterschiedlicher Art und Weise kombiniert werden, insbesondere können Merkmale des Aktivakustikelements mit Merkmalen der Verkleidung kombiniert werden und umgekehrt.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch ein Luftfahrzeug gemäß der Erfindung;
2 einen Ausschnitt des Kabinenbereichs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ein Ausführungsbeispiel einer Innenraumverkleidung gemäß der Erfindung;
4 einen Querschnitt durch ein Aktivakustikelement gemäß der Erfindung;
5 einen weiteren Querschnitt durch ein Innenraumverkleidungselement gemäß der Erfindung;
6 einen weiteren Aspekt eines Verkleidungspaneels gemäß der Erfindung;
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verkleidungselements gemäß der Erfindung; und
8 einen weiteren Aspekt des Verkleidungselements aus 7.
1 zeigt ein Luftfahrzeug 100 mit einer Rumpfkonstruktion 110 und einem innerhalb der Rumpfkonstruktion angeordneten Kabinenbereich 112. Außerdem sind in 1 ein Seitenleitwerk 114, ein Höhenleitwerk 116, sowie zwei seitlich an die Rumpfkonstruktion 110 anschließende Flügelstrukturen 118 angedeutet. An der rechten der Flügelstrukturen 118 ist außerdem ein Triebwerk 120 dargestellt. Der Kabinenbereich 112 weist beispielsweise eine Vielzahl von Passagiersitzen 122 auf, die hier beispielsweise als 3 + 3-Variante gezeigt sein. Oberhalb der Passagiersitze 122 kann beispielsweise eine Ablagemöglichkeit in Form von Überkopf-Ablagen 124 vorgesehen sein, die auch als Overhead Bin oder Overhead Compartment bezeichnet werden. Unterhalb des Kabinenbereichs 112 kann beispielsweise ein Frachtbereich 126 vorgesehen sein, der von dem Kabinenbereich 112 durch eine Zwischenbodenkonstruktion 128 abgetrennt ist. Ebenfalls angedeutet ist in 1 eine Innenraumverkleidung 130, die beispielsweise seitliche Verkleidungsbereiche 130a sowie einen oberen Verkleidungsbereich 130b, und beispielsweise auch einen zusätzlichen Verkleidungsbereich 130c im Bereich zwischen den Overhead Compartments aufweist.
In 2 ist schematisch ein Ausschnitt aus dem Kabinenbereich 112 gezeigt, hier jedoch mit einer 2 + 3 + 2-Bestuhlung. Aufgrund dieses anderen Bestuhlungsmusters sind beispielsweise über den seitlichen Sitzbereichen kleinere seitliche Overhead Compartments 124a, sowie im Bereich oberhalb der mittig angeordneten Sitzbereiche weitere mittige Overhead Compartments 124b vorgesehen. Von der Kabinenverkleidung 130 ist nur die Hüllfläche schematisch angedeutet.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff „Innenraumverkleidung” auch die Konstruktion der Ablagefächer, bzw. deren raumabschließender Oberflächen verstanden, da diese ähnlich wie seitliche Verkleidungspaneele, oder auch der Fußboden, den Innenraum definieren, d. h. das Raumvolumen abschließen. Unter Innenraumverkleidung werden daher beispielsweise auch öffenbare Klappen der Overhead Compartments 124 verstanden, die in 2 mit Bezugsziffer 132 angedeutet sind.
Oberhalb der Passagiere sind beispielsweise Passagierversorgungseinheiten (Passenger Supply Units, PSU) 134 vorgesehen, beispielsweise als seitliche Versorgungskanaleinheiten 134a oder auch als mittig angeordnete Versorgungseinheiten 134b. Auch die abschließenden Flächen der Passagierversorgungseinheiten werden gemäß der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „Innenraumverkleidung” verstanden.
Demnach bilden die Oberflächen der Passagierversorgungseinheiten 134, der Ablagefächer 124, sowie die Wandverkleidung 130 entlang des Rumpfbereichs eine Innenraumverkleidung 136, die demnach eine Vielzahl 138 von plattenförmigen Verkleidungselementen, beispielsweise mit Bezugsziffer 140 bezeichnet, aufweist.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eines der plattenförmigen Verkleidungselemente wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial besteht. Beispielsweise kann das plattenförmige Verkleidungselement aus geschäumter Glaskeramik bestehen, insbesondere Siliziumkeramik.
Das plattenförmige Verkleidungselement weist ein offenporiges geschäumtes Keramikmaterial auf und ist auf der dem Raum abgewandten Seite mit einer Abdeckung ausgebildet, die vorzugsweise eine geschlossene Fläche bildet, um die Schallerzeugung zu unterstützen. Die Abdeckung ist z. B. als luftdichte Folie ausgebildet (nicht naher gezeigt). Der dem Raum zugewandte Bereich des Keramikmaterials dient gleichzeitig auch als Absorber, insbesondere für hochfrequente Schallwellenbereiche. Die geschlossene Fläche ermöglicht eine effizientere Anregung der Luft zur Erzeugung von Schallwellen.
Die geschlossene Wirkung wird gemäß einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Einlage in dem Keramikmaterial oder eine im Keramikmaterial vorgesehene Verdichtung, bzw. Ausbildung einer Schicht mit geschlossen-poriger/-zelliger Struktur, erreicht.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein plattenförmiges Verkleidungselement gezeigt, das im Bereich oberhalb der äußeren Passagierreihen im Übergangsbereich zwischen der Versorgungseinheit 134 und der seitlichen Wandverkleidung 130 angeordnet ist, was in 2 mit Bezugsziffer 142 angedeutet ist. Das plattenförmige Verkleidungselement weist einen Bereich auf, in dem ein wenigstens teilweise offenporiges Lüftungsverkleidungssegment 144 zum Luftaustritt ausgebildet ist.
In einem weiteren Bereich ist das geschäumte Keramikmaterial transluzent, wobei das Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial hier wenigstens teilweise luftdurchlässig ist und ein transluzentes Verkleidungssegment 146 zum Lichtdurchtritt bildet. Beispielsweise kann auf der dem Raum abgewandten Seite des plattenförmigen Elements eine Beleuchtungsvorrichtung 148 vorgesehen sein, die auch im Zusammenhang mit 4 näher erläutert wird. Die Beleuchtungsvorrichtung 148 kann beispielsweise vorgesehen sein, um wenigstens Teilbereiche des Innenraums zu beleuchten und/oder Informationen anzuzeigen. Außerdem ist bei der Innenraumverkleidung in 3 ein Aktivakustikelement 150 vorgesehen, was ebenfalls im Zusammenhang mit 4 sowie 8, näher erläutert wird.
Die Luftdurchlässigkeit erlaubt z. B. das Zu- und Abführen von Kabinenluft in einem Luftfahrzeug, d. h. Zufuhr von Frischluft oder Abfuhr von Abluft. Die geschäumte Keramikstruktur bietet dabei den Vorteil, dass sie gleichzeitig auch als Diffusor wirkt, was insbesondere bei der Luftzufuhr bezogen auf den Nutzerkomfort von Vorteil sein kann, wenn der Lufteintritt in der Nähe von Passagieren vorgesehen ist.
Der Bereich des Aktivakustikelements 150 kann dabei ebenfalls als transluzentes Segment ausgebildet sein, was im Zusammenhang mit 7 näher dargestellt wird.
4 zeigt einen Querschnitt durch das bereits in 3 erwähnte Aktivakustikelement zum Erzeugen von Schallwellen. In 4 ist der Kabinenbereich unterhalb dargestellt, d. h. die dem Kabinenraum abgewandte Seite befindet sich oberhalb. Das Aktivakustikelement 150 weist wenigstens ein plattenförmiges Element 152 und wenigstens einen Aktuator 154 auf. Der Aktuator 154 ist derart ausgebildet, dass er auf das plattenförmige Element einwirken kann, um dieses in Schwingungen zu versetzen. Das wenigstens eine plattenförmige Element 150 ist derart ausgebildet, um in Abhängigkeit der durch den Aktuator erzeugten Schwingungen Schallwellen zu erzeugen, die in 4 schematisch mit Kreissegmentlinien 156 angedeutet sind.
Erfindungsgemäß besteht das plattenförmige Element 152 wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial 158. Beispielsweise besteht das plattenförmige Element 152 komplett aus dem geschäumten Keramikmaterial 158. Beispielsweise weist das plattenförmige Element eine geschäumte Glaskeramik auf und ist in einem ersten Bereich 160 transluzent ausgebildet und somit wenigstens teilweise lichtdurchlässig.
Oberhalb des transluzenten Bereichs 160 befindet sich das Beleuchtungselement 148, beispielsweise ein OLED-Element. Die Beleuchtungseinheit kann dabei direkt an dem plattenförmigen Element 152 festgelegt sein, beispielsweise mittels einer Halterung 162. Angrenzend an den transluzenten Bereich 160 kann ein zweiter Bereich 164 vorgesehen sein, der opak ausgebildet ist, beispielsweise mittels einer Lackierung.
Im rechten Bereich, d. h. rechts neben dem Aktuator 154, kann eine Bedieneinheit 166 vorgesehen sein, die beispielsweise Bedienelemente 168 aufweist. Oberhalb der Bedienelemente 168 kann eine Steuerelektronik 170 vorgesehen sein, beispielsweise für eine PSU-Einheit. Der Aktuator 154 kann mittels eines einschnappenden Kupplungsmechanismus an dem plattenförmigen Element 152 vorgesehen sein, schematisch angedeutet mit Bezugsziffer 172. Außerdem kann eine Staub- bzw. Wasserschutzkappe 174 vorgesehen sein, um den Aktuator 154 entsprechend abzukapseln.
Selbstverständlich kann das Aktivakustikelement 150 mit der integrierten Beleuchtungseinheit auch ohne die Funktionen Beleuchtung oder Steuerung ausgebildet sein. Ergänzend sei auch darauf hingewiesen, dass die in 3 gezeigte Lüftungsfunktion in 4 zwar nicht gezeigt ist, jedoch auch mit den dort gezeigten Funktionen kombinierbar ist.
Das Material des plattenförmigen Elements 152 weist beispielsweise eine Porosität von mindestens 90%, eine Dichte von höchstens ca. 140 kg/m³, sowie eine Biegesteifigkeit von mindestens 200 Nm bis 900 Nm auf.
In 5 ist im oberen Teil ein Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verkleidungselements einer Innenraumverkleidung gezeigt, bei der die Aktivakustikfunktion mit den Funktionen Bedienpaneel und Belichtung kombiniert ist. Im unteren Bereich von 5 ist eine Draufsicht des Verkleidungselements gezeigt, d. h. diejenige Ansicht, die sich auf der der Kabine abgewandten Seite darstellt.
In 6 ist eine Schrägansicht mit einer Schnittdarstellung kombiniert gezeigt, wobei ein Ausschnitt aus 3 dargestellt ist. Das plattenförmige Element 152 weist eine gekrümmte Fläche auf, die von der Kabinenseite her, d. h. in 6 von schräg links unten schauend, einen ersten transluzenten Bereich 176 sowie einen zweiten opaken Bereich 178 aufweist. Auf der anderen Seite des ersten transluzenten Bereichs 176 ist ein weiterer Bereich vorgesehen, bei dem das geschäumte Keramikmaterial mit einer Verkleidung 180 versehen ist, beispielsweise ein Roving oder eine sonstige Verkleidungsschicht bzw. hautartige Funktionsschicht.
In 7 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine Passagierversorgungseinheit 182 dargestellt, wie sie beispielsweise in den Bereichen unterhalb der Gepäckablagefächer angeordnet sein kann. Die Passagierversorgungseinheit 182 weist sowohl die Funktion des bereits beschriebenen Aktivakustikelements zur Schallerzeugung als auch die bereits erwähnten Belichtungsfunktionen auf und ist als multifunktionales Versorgungsbauteil mit einem Lichtelement 184 zur Beleuchtung, sowie auch einem Lichtelement 186 zur Informationsanzeige ausgebildet. Außerdem sind noch mehrere Signaleingabevorrichtungen 188 vorgesehen, beispielsweise zur Aktivierung der Lichtelemente 184 oder auch als Flugbegleitpersonal-Rufvorrichtung. Derjenige Bereich, in dem das plattenförmige Element 152 transluzent ausgebildet ist, kann beispielsweise auch durch entsprechende Hervorhebungen in der Oberfläche abgesetzt sein, beispielsweise durch eine gezeigte Markierungsumfahrungslinie 190.
In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die akustisch wirksame Fläche leicht schräg stehend, nach innen gekippt ausgebildet, was mit Bezugszeichen 192 angedeutet ist. Dies hängt beispielsweise damit zusammen, dass die Anzeigefläche der Multifunktionsanzeige ebenfalls nach innen gekippt angeordnet sein kann, um für die darunter sitzenden Passagiere besser sichtbar zu sein.
Die unterschiedlichen Funktionen können auch anders ausgestaltet sein, insbesondere kann die Multifunktionsanzeige eine andere Form haben oder auch weggelassen sein, bzw. kann die dargestellte Information über Piktogramme dargestellt werden, die in die transluzent Keramikschicht eingearbeitet sind, und erst sichtbar werden, wenn die entsprechenden Lichtelemente aktiviert werden. Die Beleuchtungsbereiche 184 dienen beispielsweise als Leselicht, wobei die umliegenden Flächen ebenfalls transluzent ausgebildet sein können und als Hintergrundbeleuchtung, d. h. zur allgemeinen Kabinenbeleuchtung zur Verfügung stehen, was mit Bezugsziffer 194 angedeutet ist.
In 8 ist ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes plattenförmiges Element von der Rückseite her gezeigt, wobei hier lediglich der Aktuator 154 dargestellt ist. Ebenfalls erkennbar sind die Aufnahmevorrichtungen für die Beleuchtungselemente 148, sowie die vorbereitete Einsatzmöglichkeit für die Multifunktionsanzeige 186. Die diversen Laschen und Haltevorrichtungen, bzw. Anschlusspunkte, können dabei entweder direkt aus Keramikmaterial bestehen, das in diesen Bereichen beispielsweise eine höhere Dichte aufweisen kann, oder als eingesetzte Elemente aus einem anderen Material, beispielsweise bei einem Gießvorgang mit eingegossenen Elementen oder mittels aufvulkanisierter Elemente.
Wie bereits erwähnt, kann die Passagierversorgungseinheit aus 7 bzw. 8 auch zusätzlich mit einem offenporigen Bereich ausgebildet sein, in dem Luft zu- oder abgeführt werden kann.
Gemäß der Erfindung ist ein hoch integriertes, transluzentes Bauteil als Teil der Kabinen-Innenverkleidung vorgesehen, beispielsweise im Versorgungskanal, mit den Funktionen Licht, Anzeige, Bedienung, Belüftung, Akustik und gezielter Schallwiedergabe. Dadurch lässt sich die Komplexität der kombinierten Funktionseinheit mit integriertem Licht, Anzeigen, Belüftung, etc. reduzieren, was auch zur einer Verringerung der Zahl der Bauteile führt, und außerdem eine Reduktion der Anzahl von der Stoßkanten, d. h. der Fugen, und der damit stets verbundenen Toleranzproblematiken deutet. Da sich das Grundmaterial, d. h. der Keramikschaum, beispielsweise Siliziumkeramikschaum, durch Einflussnahme während des Herstellungsprozesses unterschiedlich ausbilden lässt, können auch Bereiche mit größeren offenporigen Strukturen erzeugt werden, die sich für die erforderlichen Luftdurchsatzmengen im Bereich von Fahrzeugen auch als Lüftungselemente verwenden lassen.
Insbesondere im Bereich der Hintergrundbeleuchtung lässt sich das erfindungsgemäße plattenförmige Element für sogenannte Cove-Lights-Paneele einsetzen, zum Beispiel seitlich oder auch das Deckenpaneel. Das Paneel dient dabei als Raumabschluss und bildet gleichzeitig die Abdeckung der Beleuchtungseinheiten, die unmittelbar an dem Panel selbst befestigt werden können. Die transluzente Eigenschaft eignet sich daher hervorragend für eine Hinterleuchtung, da sie die notwendige Streuung des Lichts bewirkt, so dass zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise Lichtlinsen, nicht integriert werden müssen.
Die oberhalb beschriebenen Ausführungsbeispiele können in unterschiedlicher Art und Weise kombiniert werden. Insbesondere können auch Aspekte der Vorrichtungen für die Verwendung der Vorrichtungen angewandt werden und umgekehrt.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine andere Elemente oder Schritte ausschließt, und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele und Aspekte beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele und Aspekte verwendet werden können. Dies gilt insbesondere für die Kombination der in den Figuren beschriebenen Merkmale mit den zu anfangs beschriebenen Merkmalen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19653850 A1 [0002]

Claims

Aktivakustikelement (150) zum Erzeugen von Schallwellen, mit – wenigstens einem plattenförmigen Element (152); und – wenigstens einem Aktuator (154); wobei der Aktuator ausgebildet ist derart auf das plattenförmige Element einzuwirken, dass dieses in Schwingungen versetzt wird; wobei das wenigstens eine plattenförmige Element ausgebildet ist, um in Abhängigkeit der durch den Aktuator erzeugten Schwingungen Schallwellen (156) zu erzeugen; wobei das plattenförmige Element wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial (158) besteht.
Aktivakustikelement nach Anspruch 1, wobei das plattenförmige Element eine geschäumte Glaskeramik aufweist.
Aktivakustikelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das geschäumte Keramikmaterial transluzent ist; und wobei das plattenförmige Element wenigstens teilweise lichtdurchlässig ist.
Aktivakustikelement nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das plattenförmige Element eine dreidimensionale Oberflächenstruktur aufweist.
Aktivakustikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das geschäumte Keramikmaterial eine Porosität von mindestens 75%, und/oder eine Dichte von höchstens 175 kg/m³, und/oder eine Biegesteifigkeit von mindestens 150 Nm aufweist.
Aktivakustikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das geschäumte Keramikmaterial mindestens auf einer Seite wenigstens teilweise mit einer Verkleidung (180) versehen ist.
Innenraumverkleidung (136) von Fahrzeuginnenräumen, mit: – einer Vielzahl (138) von plattenförmigen Verkleidungselementen (140); wobei wenigstens eines der plattenförmigen Verkleidungselemente wenigstens teilweise aus einem geschäumten Keramikmaterial besteht.
Innenraumverkleidung nach Anspruch 7, wobei zumindest ein plattenförmiges Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial ein wenigstens teilweise offenporiges Lüftungsverkleidungssegment (144) zum Luftaustritt bildet.
Innenraumverkleidung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das geschäumte Keramikmaterial transluzent ist; und wobei zumindest ein plattenförmiges Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial wenigstens teilweise lichtdurchlässig ist und ein transluzentes Verkleidungssegment (146) zum Lichtdurchtritt bildet.
Innenraumverkleidung nach Anspruch 9, wobei auf der dem Raum abgewandten Seite des plattenförmigen Elements eine Beleuchtungsvorrichtung (148) vorgesehen ist; und wobei die Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet ist, um wenigstens Teilbereiche des Innenraums zu beleuchten und/oder Informationen anzuzeigen.
Innenraumverkleidung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der ein Aktivakustikelement (150) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen ist; und wobei zumindest ein plattenförmiges Verkleidungselement aus dem geschäumten Keramikmaterial das wenigstens eine plattenförmige Element bildet, das durch den Aktuator in Schwingungen versetzbar ist, zum Erzeugen von Schallwellen.
Innenraumverkleidung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, die als Innenraumverkleidung eines Luftfahrzeugs ausgebildet ist und wenigstens eine Passagierversorgungseinheit (182) aufweist; und wobei die wenigstens eine Passagierversorgungseinheit wenigstens ein Aktivakustikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
Innenraumverkleidung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das wenigstens eine Aktivakustikelement zur Schallerzeugung integrativ als multifunktionales Versorgungsbauteil mit einem Lichtelement (184, 186) zur Informationsanzeige und/oder Beleuchtung, und/oder einer Signal-Eingabevorrichtung (188) ausgebildet ist.
Luftfahrzeug (100) mit einer Rumpfkonstruktion (110) und einem innerhalb der Rumpfkonstruktion angeordneten Kabinenbereich (112); wobei der Kabinenbereich wenigstens teilweise mit einer Innenraumverkleidung nach einem der Ansprüche 7 bis 13 verkleidet ist.
Verwendung eines Aktivakustikelements nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder einer Innenraumverkleidung nach einem der Ansprüche 7 bis 13 in einem Luftfahrzeug.