ES2482601A1 - Panel de suelo fabricado en material termoplástico - Google Patents
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Abstract
Panel de suelo prefabricado en material termoplástico. Es de aplicación para proporcionar al sector de transporte un tipo de suelo resistente y ligero, customizable, de bajo coste y respetuoso con el medio ambiente. El panel está formado preferentemente por dos láminas externas planas (4, 5) de material termoplástico reforzada con fibra, y un núcleo (3, 12, 14) de material termoplástico, normalmente reforzado con fibra, que presenta una estructura dotada de superficies de contacto (7), en el que el núcleo (3, 12, 14) está soldado a las láminas externas planas (4, 5) mediante soldadura térmica de las superficies de contacto (7). Se ha previsto que el núcleo (3, 12, 14) adopte estructuras de diferentes configuraciones: estructura de celdas ovales, estructura ondulada o estructura trapezoidal.
Description
Panel de suelo fabricado en material termoplástico.
SECTOR DE LA TÉCNICA 5
La invención presentada se encuadra en el sector del transporte de viajeros y de mercancías, en cualquiera de sus facetas.
ESTADO DE LA TÉCNICA 10
En todo vehículo de transporte el suelo debe hacer frente a unos estrictos requerimientos y duras condiciones de trabajo, dependiendo del sector y uso, en su concepción se emplean distintas técnicas, todas ellas encaminadas a buscar el equilibrio entre factores tales como: resistencia mecánica, resistencia al agua y productos de limpieza, resistencia fuego/humo, 15 durabilidad, peso, coste, etc.
En los sectores del transporte terrestre habitualmente se emplean paneles de suelo fabricados en madera de diversas calidades y tipología. Debido al alto peso específico de este material su empleo representa un problema desde el punto de vista del diseño, ya que empleando los 20 materiales convencionales el peso del conjunto del suelo representa un porcentaje significativo, lo que supone menos capacidad de transporte. Por otra parte, la madera es muy vulnerable a los agentes externos, tales como: agua, productos de limpieza, fuego, etc. lo que sin duda impacta muy negativamente a su durabilidad. Por lo que generalmente y debido a su mal estado, se hace necesaria su sustitución al menos una vez a lo largo de la vida útil de los 25 vehículos, lo cual representa un coste de mantenimiento significativo a tener en cuenta.
Por el contrario, en los sectores aeronáutico y naval generalmente se emplean paneles de suelo fabricados con productos tales como: resinas fenólicas, fibra de vidrio, perfilería de aluminio y honeycomb en sus distintas tipologías. El uso de estos materiales representa una 30 mejora respecto a los empleados en el transporte terrestre, justificada por las especiales características de estos dos sectores, relativas tanto al peso como a las duras condiciones ambientales a hacer frente, sobre todo en el sector naval. Aunque en menor medida que en otros casos, el empleo de estos materiales también supone un “handicap” desde los puntos de vista del peso y durabilidad, además de un incremento de los costes de producción. 35
Los materiales termoplásticos son aquellos que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares, formando estructuras lineales o ramificadas, asemejándose a un conjunto de cuerdas entremezcladas.
Los materiales termoplásticos pueden ser deformados bajo la influencia del calor y de la compresión, conservando su nueva forma al enfriarse y dejar de actuar la acción, pudiendo ser nuevamente reblandecidos por medio de calor y vueltos a moldear. Debido a esta característica el proceso de su moldeo es reversible y por lo tanto, se trata de un material potencialmente reciclable. 45
El material termoplástico cuenta con un peso específico muy inferior al de otros productos, y por otra, son totalmente resistentes a aquellos agentes que puedan deteriorar su integridad con el paso del tiempo. Por lo que su uso representará una notable optimización de cara a las actuales limitaciones impuestas por el peso, prestaciones y coste en este tipo de elemento. 50
En este caso su ligereza, facilidad de fabricación y durabilidad conllevan asociado un menor coste.
Cabe destacar que debido a las especiales características de los polímeros termoplásticos su reciclado se puede cifrar en un 100%, ya que una vez cumplido su ciclo de vida el material base puede ser nuevamente termoconformado para otro uso, manteniendo todas sus cualidades físicas por un tiempo indefinido.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención que se describe a continuación consiste en un panel formado por un conjunto de al menos dos láminas, preferentemente tres láminas de material termoplástico, normalmente reforzadas con fibra, y soldadas entre sí, formando un panel compacto, cuyas láminas 10 exteriores son planas y la lámina intermedia o núcleo, consiste en un elemento termoconformado.
El material base en el que se fundamenta este concepto de panel de suelo es el termoplástico, debido a las características técnicas de éste material, este concepto de panel de suelo podrá 15 dar respuesta a las estrictas exigencias requeridas en todas las facetas del sector del transporte.
A diferencia de otros suelos convencionales, el panel objeto de esta invención ofrece una solución modular, resistente, compacta, ligera y customizable, compatible con la condición de económica. 20
Tanto el espesor de cada una de las láminas, como la altura del panel, pueden ser parametrizados para adaptar sus características mecánicas a los requerimientos en cada caso. Igualmente, al tratarse de un elemento customizable, el diseño de la lámina intermedia podrá ser definido en función de los requerimientos especificados en cada proyecto. 25
Para ello se ha previsto que el panel se conciba mediante tres láminas soldadas con las estructuras indicadas a continuación: panel con núcleo de bóvedas ovales, panel con núcleo ondulado o panel con núcleo trapezoidal. Se han localizado diferentes termoplásticos de interés para la aplicación a desarrollar, tales como el PEEK, PEKK, PEI, PPS, etc. Dichos materiales 30 podrán constituirse en una estructura semicristalina o amorfa en función del grado de responsabilidad de la aplicación.
Asimismo el panel incorpora refuerzos, entre los cuales se podrán emplear diversas fibras (fibra de vidrio, de carbono, de poliéster, de nomex, etc.), en sus diferentes topologías (tejido, cinta, 35 fibra corta, fibra larga, etc).
En la lámina exterior del panel se aplicará un refuerzo de fibra que se definirá, tanto en material como formato, en función de las responsabilidades mecánicas de la aplicación.
En la lámina central o núcleo, la aplicación del refuerzo se llevará a cabo por medio de fibras cortas o cortadas debido a los existentes ángulos pronunciados en la lámina. De este modo se pretende sortear los cambios bruscos de sección que anularían la función del refuerzo. Por otro lado podría darse el caso, para ciertas aplicaciones, de que no fuera necesario el material de refuerzo en la lámina central, constituyéndose la misma únicamente de termoplástico. 45
Se contempla una variante constructiva del panel que consistiría en generar un panel por medio de sólo dos láminas de material termoplástico con refuerzo de fibra y soldadas entre sí formando un elemento compacto, una de las láminas (superior) es plana y la restante (inferior) es termoconformada al vacío, cuyo diseño forma una estructura de celdas ovales. Este diseño 50 sería equivalente al anterior pero para aplicaciones de baja responsabilidad mecánica.
El panel de suelo fabricado en material termoplástico, ha sido concebido para ser empleado en cualquiera de las facetas del sector del transporte de viajeros y mercancías. Algunas de sus aplicaciones pueden ser las siguientes:
- sector aeronáutico: Suelos para cabinas de mando y pasajeros, módulos WC, bodegas de 5 carga y pallets y aviones militares,
- sector ferroviario: Suelos para cabinas de conducción, salones de viajeros, módulos W.C. y cafeterías,
- sector transporte por carretera: Suelos para autobuses de transporte urbano e interurbano, bodegas porta equipajes, camiones y furgones de paquetería,
- sector náutico: Suelos para embarcaciones de recreo y de transporte de pasajeros.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Muestra una vista esquemática del proceso de moldeado de una lámina intermedia.
Figura 2.- Muestra una de las caras de una lámina intermedia conformada, en la que aparece 20 un detalle de la misma ampliado.
Figura 3.- Muestra otra cara de la lámina intermedia de la figura anterior, en la que aparece un detalle de la misma ampliado.
Figura 4.- Muestra la vista en detalle de la figura 2 correspondiente a la lámina intermedia donde se aprecia la superficie de contacto para su soldadura con la lámina exterior plana que se ubica sobre ésta.
Figura 5.- Muestra la vista en detalle de la figura 3 correspondiente a la lámina intermedia 30 donde se aprecia la superficie de contacto para su soldadura con la lámina exterior plana que se ubica sobre ésta.
Figura 6.- Muestra una vista en explosión del panel con la lámina intermedia o núcleo dotado de celdas ovales, donse se observan sus elementos constitutivos.
Figura 7.- Muestra una vista en perspectiva del panel con núcleo de celdas ovales.
Figura 8.- Muestra una vista en perspectiva de detalle de un panel que incorpora unos insertos.
Figura 9.- Muestra otra vista en perspectiva de detalle del panel de la figura 8 con insertos. 40
Figura 10.- Muestra una vista en perspectiva del panel dotado de una única lámina exterior plana y un núcleo de celdas ovales, así como un detalle ampliado del mismo.
Figura 11.- Muestra una vista en perspectiva del núcleo de celdas ovales y un detalle ampliado 45 del mismo.
Figura 12.- Muestra una vista en perspectiva de un panel con núcleo ondulado y un detalle ampliado del mismo.
Figura 13.- Muestra una vista en perspectiva del núcleo ondulado y un detalle ampliado del mismo.
Figura 14.- Muestra una vista en perspectiva de un panel con núcleo trapezoidal y un detalle ampliado del mismo.
Figura 15.- Muestra una vista en perspectiva del núcleo trapezoidal y un detalle ampliado del mismo. 5
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras se describe a continuación las realizaciones preferentes del panel de suelo objeto de la presente invención. 10
De acuerdo con una primera realización de la invención, representada en las figuras 6 y 7 por ejemplo, se muestra un primer panel de suelo (6) que está formado por tres láminas de material termoplástico (3, 4, 5) con refuerzo de fibra, soldadas entre sí, formando un elemento compacto, consistentes en dos láminas exteriores (4, 5) planas y una lámina central o primer 15 núcleo (3) termoconformado al vacío, que presenta una estructura de celdas ovales.
El primer panel (6) se conforma por medio de soldadura térmica localizada, debido a la fusión del material termoplástico, observándose en las figuras 4 y 5 por ejemplo, las superficies de contacto (7) del primer núcleo (3) destinadas a establecer su soldadura con las láminas 20 exteriores (4, 5).
Por otra parte en la figura 1 se puede observar el proceso de conformado del primer núcleo (3) a partir de una lámina base (1) mediante el empleo de un molde (2) por aplicación de calor y vacío. 25
De acuerdo con una segunda realización de la invención se muestra un segundo panel de suelo (11), representado en la figura 12, que está formado por tres láminas de material termoplástico (4, 12, 5) con refuerzo de fibra y soldadas entre sí formando un elemento compacto, consistentes en dos láminas exteriores (4, 5) planas y una lámina central o segundo 30 núcleo (12) termoconformado al vacío o extruido, que presenta una estructura ondulada. La unión del segundo núcleo (12) con las láminas externas (4, 5) se realiza por medio de soldadura térmica de la superficie de contacto (7) constituida por la cresta de las ondas que forman parte de la estructura ondulada.
De acuerdo con una tercera realización de la invención se muestra un tercer panel de suelo (13), representado en la figura 14, que está formado por tres láminas de material termoplástico (4, 14, 5) con refuerzo de fibra y soldadas entre sí formando un elemento compacto, consistentes en las láminas exteriores (4, 5) planas y una lámina central o tercer núcleo (14) termoconformado al vacío o extruido, que presenta una estructura trapezoidal. La unión del 40 tercer núcleo (14) con las láminas externas (4, 5) se realiza por medio de soldadura térmica de la superficie de contacto (7) constituida por la cresta de los trapecios que forman parte de la estructura trapezoidal.
En una realización alternativa de la invención mostrada en la figura 10, se observa un cuarto 45 panel (10) formado por una única lámina exterior plana (5) y un núcleo, en este caso el primer núcleo (3).
En cualquiera de los núcleos (3, 12, 14) indicados anteriormente pueden ser instalados insertos metálicos (9) con ayuda de elementos de unión (8), tal y como se observa en las figuras 8 o 9 50 para el caso del primer núcleo (3), cuya finalidad puede ser variada: fijación del propio panel, asientos, tabiques, mobiliario, elementos auxiliares, etc.
Claims (6)
- REIVINDICACIONES1.- Panel de suelo prefabricado en material termoplástico caracterizado porque comprende:al menos una lámina externa plana (4, 5) de material termoplástico reforzada con fibra, yun núcleo (3, 12, 14) de material termoplástico, que presenta una estructura dotada de 5 superficies de contacto (7),en el que el núcleo (3, 12, 14) está soldado a la mencionada al menos una lámina externa plana (4, 5) mediante soldadura térmica de las superficies de contacto (7).
- 2.- Panel de suelo prefabricado en material termoplástico de acuerdo con la reivindicación 1 10 caracterizado porque la mencionada al menos una lámina externa plana (4, 5) consiste en dos láminas externas planas (4, 5) entre las que se encuentra soldado el núcleo (3, 12, 14).
- 3.- Panel de suelo prefabricado en material termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque el núcleo (3, 12, 14) de material termoplástico está 15 reforzado con fibra.
- 4.- Panel de suelo prefabricado en material termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el núcleo (3, 12, 14) consiste en un primer núcleo (3) que presenta una estructura de celdas ovales. 20
- 5.- Panel de suelo prefabricado en material termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el núcleo (3, 12, 14) consiste en un segundo núcleo (12) de estructura ondulada, y la superficie de contacto (7) está constituida por la cresta de las ondas que forman parte de la estructura ondulada. 25
- 6.- Panel de suelo prefabricado en material termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el núcleo (3, 12, 14) consiste en un tercer núcleo (14) de estructura trapezoidal, y la superficie de contacto (7) está constituida por la cresta de los trapecios que forman parte de la estructura trapezoidal. 30
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- 2013-01-31 ES ES201300106A patent/ES2482601B1/es not_active Withdrawn - After Issue
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2482601 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20150520 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20151020 |