-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mattenelement aus einem flächigen Schichtverbund zweier Isolationsschichten unter Zwischenlage einer von einer luftdichten Hülle umgebenen Inflationsschicht mit einem verschließbaren Gaszugang, sowie einen Mattenverbund aus mehreren solcher Mattenelemente und ein Hubdach unter Verwendung eines derartigen Mattenverbunds.
-
Mattenelemente sind bereits in vielfältigen Ausprägungen im Stand der Technik bekannt. Neben der bekannten einfachen Luftmatratze, die aus einer Hohlkammeranordnung in der Regel aus mehreren einzelnen Kammern besteht, können diese auch durchaus selbstbefüllend und auf den Außenseiten beschichtet sein, um die Eigenschaften nicht zuletzt hinsichtlich der Isolation zu verbessern.
-
Auch ist es bekannt, Luftkissen zum Anheben und Tragen von Gegenständen, unter anderem von Hubdächern, zu verwenden. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind Luftkissenfahrzeuge oder auch Rettungsgerät bei Feuerwehr oder Hilfswerk, mit dem ein Anheben von Lasten erfolgen kann. Aus der
DE 10 2010 011 169 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Mattenelement bekannt, dessen Formeigenschaften und Stabilitätswerte sich durch Anlegen von Innendruck, sei es durch einen Kompressor oder eine Treibladung, verändern lassen und das hierdurch verschiedene Aufgaben erfüllen kann.
-
Hinsichtlich des Einsatzes in einem Hubdach kann auf die
FR 2 554 062 A1 verwiesen werden, die bereits das Anheben eines Hubelements mithilfe von Luftkissen beschreibt. Ein sehr ähnlicher Gegenstand ergibt sich auch aus der
DE 84 16 255 U1 , sowie auch aus der
CH 663 584 A5 , wo ebenfalls ein starres Hubelement mithilfe übereinandergeschichteter Luftkammern aus einer geschlossenen in eine offene Stellung angehoben werden kann.
-
Diese Lösungen haben jedoch gemeinsam das Problem, dass sie nur eine unzureichende Wärmeisolierung darstellen. Soweit es die Luftmatratze als solche betrifft, ist es üblich, diese mit einer zusätzlichen Isolationsmatte zu unterlegen, um die Wärme nicht in den Boden abzuleiten, besser noch, eine Isolationsschicht auf der Luftmatratze anzuordnen, um die Körperwärme nicht in diese ausstrahlen zu lassen. Entsprechend können die in den genannten Schriften beschriebenen Fahrzeuge nicht als wintertauglich angesehen werden, sowie ebenfalls nicht als geeignet für extreme Temperaturunterschiede wie etwa in Wüstengebieten.
-
Einen ersten Schritt in die richtige Richtung geht die
DE 103 55 763 A1 , in welcher der Raum in den Luftkammern einer Hubdachvorrichtung mit Schaumstoff gefüllt wird, um die Isolationseigenschaften zu verbessern. Eine solche Hubdachvorrichtung ist jedoch sehr speziell an die Bedürfnisse der konkreten Ausgestaltung angepasst und erlaubt keine andere Verwendung.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mattenelement zu schaffen, das sowohl gute Isolierungseigenschaften aufweist, als auch vielseitig einsetzbar ist, sei es als einzelnes Mattenelement, als Mattenverbund oder in der speziellen Ausgestaltung in einem Hubdach.
-
Dies gelingt durch ein Mattenelement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie die möglichen in den sich anschließenden abhängigen Ansprüchen ausgeführten Ausgestaltungen, einen Mattenverbund aus mehreren solchen Mattenelementen gemäß Anspruch 8 und seiner ergänzenden Ausgestaltung nach Anspruch 9, sowie durch ein Hubdach gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 und dessen sinnvollen Ausgestaltungen, die in den sich an diesen anschließenden abhängigen Ansprüchen diskutiert werden.
-
In einer ersten Ausprägungsform der Erfindung wird ein Mattenelement in Alleinstellung dadurch gebildet, dass es aus einem flächigen Schichtverbund zweier Isolationsschichten gebildet wird. Zwischen den Isolationsschichten ist dabei eine Inflationsschicht angeordnet. Zwar sind die Isolationsschichten bereits elastisch und verformbar und in einem gewissen Maß auch kompressibel, aber der wesentliche Teil der bewirkbaren Veränderung der Dicke des Schichtverbunds geht auf die Inflationsschicht zurück. Bevorzugtermaßen kann die Inflationsschicht in ihrem Inflationszustand eine Dicke von etwa 40 mm einnehmen, die unbelasteten Isolationsschichten vorzugsweise etwa 8 mm.
-
Die Inflationsschicht wird mit einem Gas, insbesondere mit Umgebungsluft, gefüllt, wozu das Mattenelement einen Gaszugang aufweist über den sie befüllt wird. Der Gaszugang kann vorzugsweise verschließbar sein, so dass ein Druck einer bedarfsweise eingesetzten Pumpe nicht permanent angelegt werden muss. Hierbei ist die Inflationsschicht in einzelne, jedoch miteinander kommunizierende Kammern unterteilt, welche mit einem kompressiblen Isoliermittel gefüllt und in einer mit Ausnahme des Gaszugangs luftdichten Hülle, vorzugsweise aus Gummi oder elastischem Kunststoff, eingeschlossen sind. Bei einem Befüllen der Inflationsschicht wird das kompressible Isoliermittel sich wieder ausdehnen und den sich aufweitenden Raum in der Inflationsschicht füllen. Ein Durchleiten von Wärme von einer bis zur anderen Seite des Schichtverbunds wird dadurch vermieden und es entsteht ein vielseitig einsetzbares, aufblasbares Mattenelement.
-
Eine konkrete Möglichkeit der Ausgestaltung des Kammeraufbaus innerhalb der Inflationsschicht sieht vor, dass die Kammern durch zwei an der elastischen, luftdichten Hülle anliegende Flächenlagen und einer zwischen diesen mäanderförmig hin und her laufenden Zwischenlage gebildet werden. Hierdurch unterteilt diese Konstruktion die Inflationsschicht in näherungsweise quaderförmige Kammern, in denen das kompressible Isoliermittel aufgenommen werden kann.
-
Die gegenseitige Positionierung von Flächenlagen und Zwischenlage kann etwa durch Nähte, Verklammerung, Klebepunkte oder dergleichen mehr hergestellt sein.
-
Als Material für die Flächenlagen und die Zwischenlage eignen sich unterschiedliche Materialien, insbesondere ein Textilstoff oder eine gelochte Kunststofffolie. Vorzugsweise sollten diese aber eine Kommunikation zwischen benachbarten Kammern erlauben, so dass für ein Mattenelement nur ein Gaszugang vorgesehen werden muss, während sich einströmendes Gas durch die Kammerwände hindurch in dem gesamten Mattenelement verteilen kann.
-
Als kompressibles Isoliermittel und/oder als Füllstoff für die Isolationsschichten eignet sich Schaumstoff oder Vliesstoff, der sowohl komprimierbar ist, als auch elastisch, so dass er sich nach einer Komprimierung wieder in einen Inflationszustand zurückversetzen kann.
-
Bislang wurde der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass der Schichtverbund stets aus parallel verlaufenden Isolationsschichten besteht und damit einen geraden Verlauf des Schichtverbundes vorsieht. Dies ist auch ohne weiteres möglich und stellt insbesondere bei dem einzelnen Mattenelement den Normalfall dar. Durch eine geeignete Verkürzung des Materials an einer Bogeninnenseite kann aber auch ein bogenförmiges bzw. gekrümmtes Mattenelement hergestellt werden, um einen bogenförmigen oder auch gewellten Verlauf abzubilden.
-
Ferner können einzelne Mattenelemente untereinander zu einem Mattenverbund oder zu anderen Konstruktionen verbindbar sein, wofür den Mattenelementen, insbesondere an ihren Außenkanten, Befestigungsmittel zugeordnet sein können. Zu den bevorzugten Befestigungsmitteln gehören hierbei Klettverbinder, Reißverschlüsse und Keder, wobei diese Verbindungen bevorzugtermaßen so gestaltet sein sollen, dass sie eine luftdichte Verbindung zwischen den einzelnen Mattenelementen herstellen können.
-
Die vorstehend beschriebenen Mattenelemente können hierbei vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zugeführt werden. Neben einem Einsatz als wärmeisolierende Unterlage und damit als Matratze oder Notbett können sie auch als Spielgeräte oder Aufprallschutzmatten für Kindergärten und Turnhallen eingesetzt werden. Ein Mattenverbund aus mehreren über ihre Befestigungsmittel verbundene Mattenelemente eröffnet sogar noch weitere Benutzungsmöglichkeiten, wie etwa als Zelt, Vorhang oder Raumteiler oder Dachzelt für Automobile.
-
Auch komplexere, gegebenenfalls auch räumliche Anordnungen können mit den Mattenelementen hergestellt werden. Hierzu gehören Werbewürfel, Raumerweiterungen, begehbare Kapselgehäuse wie etwa als Hochsitz für Jäger oder Eisfischer, als Ruhekapsel, Rettungsinsel, Rettungsrutsche, Rettungszelle bei Lawinenunglücken, Rettungsboote oder auch Wassertanks. Stabilität können diese Konstruktionen zusätzlich durch den Einbezug von Trägerrahmen gewinnen, an denen die Befestigungsmittel befestigt werden. Hierdurch können verstärkte Werbewände, Sichtschutzelemente, Unterstände oder Tragbahren hergestellt werden.
-
Ein besonders bevorzugter Einsatzbereich ist die Konstruktion eines Hubdachs, etwa für ein Fahrzeug wie etwa ein Wohnmobil, Wohnwagen, Boot und dergleichen mehr. Hierfür ist ein Hubelement vorgesehen, welches einen Dachausschnitt eines Daches überlappend abdeckt. Das Hubelement soll über dem Dachausschnitt gerade oder schräg angehoben werden, wozu ein Mattenverbund der vorbeschriebenen Art eingesetzt werden soll.
-
Der Mattenverbund wird als geschlossener Mattenverbund vorgesehen, der um den Dachausschnitt umläuft, so dass dieser vollständig abgedichtet werden kann. Bei schrägem Anheben des Hubdachs reicht es aus, wenn an einer Seite eine dichtende Verbindung zwischen dem Hubelement und dem Dach direkt realisiert wird. Auf der Oberseite des Mattenverbunds liegt dann wiederum dichtend das Hubelement auf, so dass insgesamt der unter dem Dach angeordnete Raum nach oben hin erweitert wird. In einem Inflationszustand stehen die einzelnen Mattenelemente des Mattenverbunds senkrecht, mit einer inneren Isolationsschicht nach innen und einer äußeren Isolationsschicht nach außen gekehrt. Wenigstens eine Pumpe sorgt dafür, dass die Mattenelemente zwischen einem Inflationszustand und einem Deflationszustand wechseln können, wobei benachbarte Mattenelemente des Mattenverbunds entweder jeweils eine eigene Verbindung zu der wenigstens einen Pumpe besitzen oder untereinander durchverbunden sein können.
-
Hierdurch entsteht ein modulares Hubdachsystem, welches aus einzelnen Mattenelementen zusammengesetzt werden kann, so dass ein Austausch einzelner Mattenelemente etwa im Fall eines Defekts leicht möglich ist. Zudem können bedarfsweise unterschiedliche Formen realisiert werden, etwa für ein Boot ein dreieckiges Hubdach im Bereich des Bugs, in einem Wohnmobil ein viereckiges Hubdach oder generell ein ovales, elliptisches oder rundes Hubdach.
-
Eine bevorzugte Befestigung zwischen dem Mattenverbund und den angrenzenden Bauelementen sieht einen Keder vor, der an einer Außenkante, bevorzugtermaßen zwei gegenüberliegenden Außenkanten, der Mattenelemente angeordnet ist. Die Keder werden in jeweils einer Kederschiene im Hubelement oben und im Dach unten eingelegt und sorgen für eine feste Verbindung des Mattenverbunds mit der übrigen Dachkonstruktion. Die Kederschienen sind wenigstens abschnittsweise umlaufend gebildet, so dass eine gleichmäßige Verbindung des Mattenverbunds mit dem Dach und dem Hubelement realisiert werden kann.
-
Da das Hubelement beim Absenken auf das Dach dichtend auf diesem anliegen soll, ist es vorteilhaft, dafür zu sorgen dass die in den Deflationszustand übergehenden Mattenelemente nicht zwischen Hubelement und Dach geraten. Hierfür kann auf der Innenseite des Mattenverbunds ein Gummizug angeordnet sein, der im Inflationszustand des Mattenverbunds vorgespannt ist und sich bei nachlassendem Innendruck in den Mattenelementen zusammenzieht. Hierbei nimmt der Gummizug die Wandung der Mattenelemente mit und erzeugt eine Knicklinie, an der die Mattenelemente im Inneren der Hubdachkonstruktion zusammengelegt werden.
-
Ferner können in dem Mattenverbund transparente Fenster angeordnet sein, welche etwa durch Luftkammern aus transparentem Kunststoff gebildet sein können. Eine Anordnung einfacher Kunststoff- oder Glasfenster ist ebenfalls möglich, so lange diese außerhalb einer möglichen Knicklinie angeordnet wären.
-
Ein Mattenverbund für ein Hubdach kann in einem einfachsten Fall aus zwei bogenförmigen oder drei geraden Mattenelementen hergestellt sein, besonders bevorzugt ist jedoch eine Kombination aus geraden und gebogenen Mattenelementen, bei denen die Ecken des Hubdachs abgerundet werden und zwischen den eckständigen Bogenelementen die geraden Flächenelemente angeordnet sind.
-
Auf der Außenseite kann der Mattenverbund ferner einen Überzug in Form einer Kevlarschicht aufweisen, die für eine schnittfeste und UV-beständige Oberfläche sorgt und zudem wasserdicht ist. Auf der Innenseite hingegen wird eine Textilschicht bevorzugt, welche die Luftfeuchtigkeit zu regulieren hilft, indem sie einen Teil derselben im Inneren der Konstruktion aufnehmen kann.
-
Schließlich ist es möglich, auf der Außenseite des Hubdachs auf dessen Fläche ein Solarpanel anzuordnen, das Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln kann. Die hierdurch für das System gewonnene Energie kann etwa zum Betrieb einer Pumpe zum Beschicken des Gaszugangs eingesetzt werden, gegebenenfalls auch nur unterstützend hierfür.
-
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
Es zeigen
- 1 ein Hubdach umfassend ein Dach mit einem Dachausschnitt, über welchem ein Hubelement mithilfe eines Mattenverbunds anhebbar und absenkbar ist in einer Geschlossenstellung in perspektivischer Darstellung von schräg oben,
- 2 das Hubdach gemäß 1 in einer Offenstellung in perspektivischer Darstellung von schräg oben,
- 3 das Hubdach gemäß 1 in Geschlossenstellung in einem Ausschnitt einer Querschnittsdarstellung, sowie
- 4 das Hubdach gemäß 3 in Offenstellung in einem Ausschnitt einer Querschnittsdarstellung.
-
1 zeigt ein Hubdach 16, welches beispielsweise auf dem Dach eines Wohnmobils, Wohnwagens oder Boots angebracht sein kann. Über einem Dach 21 ist ein Hubelement 17 angeordnet, welches einen Dachausschnitt 22 überlappend abdeckt. Auf dem Hubelement ist ein Solarpanel 20 aufgebracht, welches eingestrahlte Sonnenenergie in elektrischen Strom, etwa zum Betrieb des Hubdachs 16 umwandelt.
-
Zwischen dem Hubelement 17 und dem Dach 21 ist, in 1 noch in einem Deflationszustand und nicht sichtbar, ein Mattenverbund 14 angeordnet, welcher schichtweise aus mehreren rund um den Dachausschnitt 22 aufgebaut ist und dabei eine Inflationsschicht 6 mit einschließt. Diese Inflationsschicht 6 richtet sich bei einer Befüllung mit einem Treibmittel wie etwa Luft auf, bis die Inflationsschicht 6 senkrecht steht und das Hubelement 16 von dem Mattenverbund 14 über dem Dachausschnitt 22 erhöht gehalten wird. Diese Situation ist in der 2 beschrieben, in welcher der Charakter der Anordnung als Hubdach 17 deutlich zutage tritt. In dem Mattenverbund 14 ist hierbei ein Fenster 15 eingebracht, welches zwar transparent, aber dennoch luftdicht integriert ist.
-
3 zeigt wiederum ein Detail des Hubdachs 16 in einer Querschnittsdarstellung. Auf dem Dach 21, in welchem ein Dachausschnitt 22 freigehalten ist, ist eine Kederschiene 23 angeordnet, in welcher ein in diesem Deflationszustand kollabierter Mattenverbund 14 aufgenommen ist. Eine über den Dachausschnitt 22 überlappende Kante des Hubelements 17 stützt sich mit einer randseitigen Dichtung 18 auf der Kederschiene 23 ab und sorgt bereits hierfür eine gewisse Dichtheit im geschlossenen Zustand des Hubdachs 16. Mit dem Dach 21 schließt das Hubelement 17 aber auch einen Hohlraum ein, in den der Mattenverbund 14 zusammengefaltet eingelegt ist. Gezeigt ist aufgrund der Querschnittsdarstellung eines der Mattenelemente 1, ebenfalls im Querschnitt. Dieses weist auf seiner Innenseite eine Textilschicht 11 auf, unter der in einer mittleren Position ein Gummizug 13 angeordnet ist. Dieser ist in dem gezeigten Deflationszustand entspannt oder nur noch leicht gespannt und erhöht seine Spannung, je näher sich das Mattenelement 1 dem Inflationszustand des Mattenelements 1 annähert.
-
4 zeigt diesen Inflationszustand des Mattenelements 1, welcher durch das Befüllen einer Inflationsschicht 6 im Inneren des Mattenelements 1 und aller übrigen im Mattenverbund 14 verbauten Mattenelemente 1 mit Luft bewirkt wird. Dies kann mithilfe einer Pumpe erfolgen, welche mit den einzelnen Mattenelementen 1 verbunden ist und mit der über das Solarpanel 20 gewonnenen Energie betrieben wird.
-
Wird nun also die Inflationsschicht 6 befüllt, so richtet sich gegen die Rückstellkraft des Gummizugs 13 das Mattenelement 1 auf, wobei sich die Inflationsschicht 6 auch in die Breite ausdehnt. Die Inflationsschicht ist aus einer luftdichten Hülle 4 hergestellt, in der eine innere Flächenlage 9 und eine äußere Flächenlage 5 angeordnet sind. Zwischen den beiden Flächenlagen 5 und 9 verläuft eine Zwischenlage 7 mäanderförmig hin und her, wobei die Kontaktstellen der Zwischenlage 7 mit den Flächenlagen 5 und 9 durch Nähte verbunden sind. Die Flächenlagen 5 und 9 sowie die Zwischenlage 7 sind aus einem luftdurchlässigen, formstabilen Material hergestellt, etwa aus Textilien oder aus gelochter Kunststofffolie. Durch sie hindurch kann das Treibmittel aus der Pumpe sich in dem ganzen Mattenelement 1 verteilen.
-
In den so gebildeten Kammern des Mattenelements 1 ist ein Isoliermittel 8, etwa in Form von Schaumstoff, angeordnet, welches eine gute Isolationswirkung besitzt und sich nach einem Füllen der Kammern mit Treibmittel wieder in einen dekomprimierten Zustand zurückkehrt. Beiderseits der luftsichten Hülle sind eine innere Isolationsschicht 10 und eine äußere Isolationsschicht 3 vorgesehen, welche jeweils noch mit einer funktionalen Deckschicht überzogen sind. Auf der Innenseite ist dies eine Textilschicht 11, welche Luftfeuchtigkeit aus dem Innenraum aufnehmen kann und damit auf die Luftfeuchtigkeit einwirken kann, auf der Außenseite eine wasserdichte und UV-beständige Kevlarschicht 2, die zudem schnittfest ist und das Hubdach 16 selbst vor mutwilligen Beschädigungen schützt.
-
Vorstehend beschrieben ist somit ein Mattenelement, welches gute Isolierungseigenschaften aufweist, aber auch in hohem Maße vielseitig einsetzbar ist, sei es als einzelnes Mattenelement, als Mattenverbund oder in der speziellen Ausgestaltung in einem Hubdach.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Mattenelement
- 2
- Kevlarschicht
- 3
- äußere Isolationsschicht
- 4
- luftdichte Hülle
- 5
- äußere Flächenlage
- 6
- Inflationsschicht
- 7
- Zwischenlage
- 8
- Isoliermittel
- 9
- innere Flächenlage
- 10
- innere Isolationsschicht
- 11
- Textilschicht
- 12
- Keder
- 13
- Gummizug
- 14
- Mattenverbund
- 15
- Fenster
- 16
- Hubdach
- 17
- Hubelement
- 18
- Dichtung
- 19
- obere Kederschiene
- 20
- Solarpanel
- 21
- Dach
- 22
- Dachausschnitt
- 23
- untere Kederschiene
- 24
- Hohlraum
-
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
-
- DE 102010011169 A1 [0003]
- FR 2554062 A1 [0004]
- DE 8416255 U1 [0004]
- CH 663584 A5 [0004]
- DE 10355763 A1 [0006]
