WO2023247455A1 - Procede d'obtention d'un plancher chauffant pour vehicules, et plancher chauffant pour vehicules - Google Patents

Procede d'obtention d'un plancher chauffant pour vehicules, et plancher chauffant pour vehicules Download PDF

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WO2023247455A1
WO2023247455A1 PCT/EP2023/066489 EP2023066489W WO2023247455A1 WO 2023247455 A1 WO2023247455 A1 WO 2023247455A1 EP 2023066489 W EP2023066489 W EP 2023066489W WO 2023247455 A1 WO2023247455 A1 WO 2023247455A1
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WO
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core
support
heating film
heating
floor
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/066489
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Inventor
Christophe BIETRIX
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Ilo Technology
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Publication date
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B2203/026—Heaters specially adapted for floor heating

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of heating films intended for a heated floor for a vehicle and heated floors for a vehicle, in particular a railway vehicle.
  • such a floor comprises a core which can be a cellular or honeycomb structure, a foam, wood or composite, between an upper panel and a lower panel, generally aluminum or composite . All these elements are glued together using a suitable glue.
  • a heating film is provided between the underside of the lower panel and the thermal insulation layer. The latter makes it possible to thermally isolate the heating film from the external environment of the floor.
  • patent FR3086626 describes a heated floor for a railway vehicle which includes a heating film glued between the upper panel and the core of the floor.
  • This floor makes it possible to better heat the rail vehicle, while avoiding or limiting the presence of thermal insulation under the underside of the lower panel of the floor.
  • This heating film comprises a heating element in the form of a conductive heating track which is placed flat between at least two layers of polyester, a layer of polyurethane covering each of the layers of polyester placed on the outside.
  • This floor is satisfactory but has the disadvantage of using a heating film requiring several layers of different materials to allow it to bond to the other elements of the floor.
  • Document W02021/005465 describes a heated floor intended for means of transport also comprising a heating film between its upper panel and its core. This heating film is made up of a net on which a heating cable is fixed, the latter being in contact with the upper panel.
  • This floor is designed to optimize heat transmission between the heating cable and the upper panel but it requires a significant quantity of adhesive to fix the constituent elements of the panel together.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a process for obtaining a heated floor for vehicles, particularly railway vehicles, the implementation of which is simplified and which makes it possible to limit the quantity of adhesive used while by ensuring good adhesion of the floor elements and using traditional glues.
  • the invention also aims to propose a heated floor for vehicles, in particular railway vehicles, whose cost price and weight are reduced and which makes it possible to better heat the railway vehicle, while having mechanical characteristics similar to those of known floors.
  • the subject of the invention is thus a method for obtaining a heated floor for vehicles, particularly railway vehicles, comprising a core between an upper panel intended to be covered with a floor covering and a lower panel, as well as 'a heating film between said upper panel and said core, said film heater comprising a support which has through holes and a heating element consisting of an electrically conducting wire and fixed on one of the two faces of said support, said wire extending in a determined pattern, said method comprising the following steps:
  • a step of forming a stack comprising at least said heating film and said core, in which the heating element of said heating film is placed between said core and the support of said heating film,
  • the pressure applied to the stack is between 10 and 1000 psi and preferably between 100 and 500 psi.
  • the method comprises, after the compression step, a step of positioning said lower panel on said core, on the side opposite the heating film, and of said upper panel on said support of said heating film, a layer of adhesive being deposited between said upper panel and said support and between said lower panel and said core.
  • the stack also comprises said upper panel and said lower panel, a layer of adhesive being deposited between said upper panel and said support and between said lower panel and said core.
  • the stack is formed in a mold and successively comprises a layer of polymerizable resin deposited at the bottom of the mold and at least one layer of wires/fibers placed in the resin, said core and said heating film , and at least one layer of wires/fibers coated with a layer of resin, the compression step making it possible to obtain polymerization of the resin, said upper panel and said lower panel each being formed by at least one layer of wires /fibers and polymerized resin.
  • the support of the heating film can be made of the same material as said layers of wires/fibers.
  • the method according to the invention can also advantageously have one or other of the following characteristics: the heating wire is fixed to said support by gluing or sewing; the heating element has a diameter of between 0.01 mm and 3 mm and, preferably, between 0.1 mm and 0.8 mm; the support is formed of an association of threads and/of fibers providing free spaces between them through the support; the support is formed of a lattice or grid; the heating element has a variable wire density on its surface; the core is plastically deformable under the effect of compression.
  • the invention also relates to a heated floor for railway vehicles comprising a core between an upper panel intended to be covered with a floor covering and a lower panel, as well as a heating film, glued between said upper panel and said core, said heating film comprising a support which has through holes and a heating element consisting of an electrically conducting wire and fixed on one of the two faces of said support, said wire extending in a determined pattern, characterized in that said support is arranged between said upper panel and said heating element and in that said heating element is pressed into said core, the percentage of its exterior surface located inside the core being between 20% and 90% and, preferably between 40% and 60%.
  • the floor according to the invention can also advantageously have one and/or other of the following characteristics:
  • the core of the floor is a cellular or honeycomb structure or even a foam, made of a plastic or composite material, or even a structure of wood, cork or composite;
  • the upper panel and/or the lower panel can be made of a metallic, composite or plastic material, or even of wood;
  • the adhesive used to glue the elements inside the floor is based on polyester, polyether or polyurethane;
  • the thickness of the space between the upper panel and the core is of the order of a few tenths of a millimeter.
  • FIG. 1 a schematic sectional view of an example of heated floor according to the invention
  • FIG. 2 a schematic front view illustrating an example of a support for a heating film according to the invention
  • FIG. 3 a schematic front view illustrating an example of a heating film according to the invention comprising the support illustrated in Figure 2 and a conductive wire distributed in a given pattern;
  • FIG. 4 a detail of Figure 3 showing the fixing of the conductive wire on the support
  • FIG. 5 a diagram giving on the abscissa, the half-width of a first example of heating film according to the invention and on the ordinate the surface temperature of the heating film, in use, this first example of film comprising a uniform density of wires conductor on the surface of the heating element;
  • FIG. 6 a diagram giving on the abscissa, the half-width of a second example of heating film according to the invention and on the ordinate the surface temperature of the heating film, in use, this second example of film comprising a variable density of wires conductor on the surface of the heating element;
  • FIG.7] and FIG.8] are schematic views illustrating two stages of the process according to the invention.
  • FIG.9 are schematic views illustrating the steps of a variant implementation of the method according to the invention.
  • FIG.11] to [Fig.16] are schematic views illustrating another variant of implementation of the method according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a floor 1 which is mounted on the structure 72 of a vehicle, in this example a railway vehicle, using suspension means 73, which are mechanical decouplers.
  • This floor 1 comprises a core 4, for example in the form of a cellular or honeycomb structure, between an upper panel 50 and a lower panel 51.
  • the upper panel 50 of the floor is covered, on its upper face 500, with a floor covering 70 since it is located towards the inside of the railway vehicle, while the panel lower 51 will be located on the side of the track on which the railway vehicle will run.
  • Figure 1 also shows that a heating film 6 is located between the upper panel 50 of the floor and the cellular structure 4.
  • the heating film 6 is an integral part of the structure of the floor.
  • the heating film is located as close as possible to the passenger compartment of the vehicle, which allows it to be heated much more quickly than when the film is located under the underside of the lower panel of the vehicle. floor.
  • reference 71 designates an acoustic insulation layer which is only provided in the areas where the bogies are located, when it is a railway vehicle. We therefore understand that this layer 71 plays no role in the insulation of the heating film and/or in the thermal performance of the floor.
  • the core 4 can be made of a plastic material or even of wood or composite. It may in particular be a polyester (PET) or polyethylene foam whose thickness is for example between 35 and 10 millimeters, or even balsa.
  • PET polyester
  • polyethylene foam whose thickness is for example between 35 and 10 millimeters, or even balsa.
  • This core has mechanical and thermal characteristics which depend on its structure, its thickness and its constituent material. So general, as will be explained later, this core must allow the conductive wire to be pressed under the application of pressure and it is made of a material capable of local deformation, preferably plastic.
  • Each of the panels 50 and 51 can be made of a metallic, composite or plastic material or even of wood.
  • these panels can be made from a composite material based on resin and fibers or even from an aluminum sheet.
  • the thickness of the upper panel 50 can be chosen between 1 and 2.5 mm, while the thickness of the lower panel 51 can be chosen between 1 and 1.5 mm.
  • the floor covering 7 can for example be made of rubber and have a thickness of at least 2 mm.
  • the heating film 6 is in the form of a thin layer whose thickness is between 0.02 and 4 mm.
  • the floor is flat.
  • the invention is not limited to this embodiment and it could include different levels or curved surface portions.
  • the heating film comprises a plane support 8 having the shape of a grid or a lattice, consisting (e) here of an assembly of two series of wires 80 and 81, arranged perpendicular to each other.
  • This flat support supports a heating element 9 which is made up of an electrical conductive wire 90, fixed to said support in a determined pattern. This heating element extends over only one of the two flat faces of the support.
  • This grid can be obtained by weaving natural and/or synthetic threads or by pressing a plastic material.
  • the dimensions of the meshes are chosen so that the glue that will be used can easily penetrate through them.
  • the invention is not limited to this embodiment and the grid can be made up of intertwined wires in any manner, whether these wires are woven or welded together.
  • the plane support can be formed of any material extending in a sheet and having through holes for the passage of the glue, this material being more thermally insulating than the conductive wire 90.
  • It can for example be an association of threads and/of fibers providing free spaces between them through the support, for example a non-woven or a fabric whose weave is not very tight.
  • a support made of a waterproof material such as a plastic film, for example polyurethane which is pierced with through holes.
  • the thickness of this support is between 0.01 and 3 mm and, preferably, between 0.05 and 1 mm.
  • the plane support has the shape of a square.
  • the invention is not limited to this embodiment and the support can have any shape.
  • This conductive wire has a core made of an electrically conductive material and an electrically insulating sheath which surrounds the core.
  • the material constituting the core can be, for example, steel, stainless steel, copper, carbon, aluminum or any other conductive material.
  • the core of the wire can be in the form of a single strand or a multi-strand. [67] It can also include a reinforcing element such as a Kevlar® or glass fiber braid.
  • the material constituting the sheath can be any electrical insulator, for example PVC, silicone or Teflon. It is chosen according to the temperature resistance that is desired.
  • the heating element has a diameter for example between 0.01 mm and 3 mm and, preferably, between 0.1 mm and 0.8 mm or between 0.1 mm and 0.5 mm.
  • the conductive wire 90 extends over substantially the entire surface of the support 8 and it is distributed over five zones: the lateral zones 91 to 94 located on each of the sides of the support 8 and a central zone 95 located in the center of the support.
  • the wire is arranged so as to form a sinusoid.
  • the wire 90 thus comprises a series of straight parts 950, a first series of curved sections 951 and a second series of curved sections 952.
  • Each curved section 951 of the first series connects a first end of a straight section 950 to a first end of another adjacent straight section 950.
  • Each curved section 952 of the second series connects a second end, opposite the first, of a straight section 950 to a second end, opposite the first, of an adjacent straight section 950.
  • Each of the two free ends 900, 901 of the conductive wire 90 is intended to be connected to a power supply (not illustrated).
  • the intensity of the current is typically between 0.1 and 30 Amps, without this being limiting.
  • the wire 90 is fixed on the support 8 by any appropriate means and in particular by sewing or gluing.
  • glues can for example be used: transfer glue, hot glue or even two-component glue.
  • the wire can also be fixed to the support by means of a seam.
  • Figure 4 shows a detail of Figure 3 located at a curved section 951. This seam is carried out in a conventional manner so as to allow the connection of the conductive thread 90 with the support 8.
  • the seam 902 is zig-zag. A standard industrial sewing machine can perform this sewing.
  • Figure 2 also shows that the spacing between the straight parts of the sinusoids of a zone can vary from one zone to another. Thus this spacing is greater in the central zone 95 than for the lateral zones 91 to 94. This spacing makes it possible to adjust the density of the wire in each zone. In the example illustrated in Figure 2, this density is greater in the lateral zones than in the central zone.
  • the wire has a diameter such that it can be easily bent without being damaged. This makes it possible to position the thread in a pattern with curved parts, like a sinusoid, and also to increase the density of the thread by adapting the pattern accordingly.
  • a heating film according to the invention makes it possible to obtain a power per surface of between 50 and 5000 W/m 2 .
  • the curve in Figure 6 corresponds to a heating film according to the invention having a differentiated conductive wire density on the surface of the support, the density being greater on the edges of the support than in its central part. It is therefore a heating film of the type illustrated in Figures 2 and 3.
  • the support of the heating film is planar.
  • the support could also have a three-dimensional shape to be adapted to the shape of the floor in which it will be inserted. This three-dimensional shape can also be obtained when using the heating film, which is sufficiently flexible to adapt to the shape required for the floor.
  • Figure 7 illustrates a step of forming a stack comprising at least one heating film 6 and a core 4, in which the heating element 9 of the heating film is disposed between the core and the support 8 of the heating film .
  • a layer of adhesive 4a is deposited between the heating film and said core 4.
  • This layer of adhesive can be deposited on the core before placing the heating film, on the heating film after its placement on the core, or even be already present in a mold.
  • This compression can be conventionally obtained by jacks or by evacuating the stack.
  • the percentage of the exterior surface of the element located inside the core is between 20% and 90% and, preferably, between 40% and 60%. %.
  • the material of the core is chosen so that it can deform locally and, preferably, plastically under the effect of pressure exerted by a conductive wire, in particular metallic.
  • the pressure applied is between 10 and 1000 psi and will be chosen by those skilled in the art depending on the material.
  • the thickness of the interface between the core and the support of the heating film is therefore reduced, which also leads to reducing the quantity of adhesive used.
  • the hollow structure formed in the core is perfectly adapted to the shape of the heating element, such that, only an adhesive film of very reduced thickness can be present between this hollow structure and the heating element. This further helps reduce the amount of adhesive used.
  • the heated floor according to the invention can then be obtained, from the assembly illustrated in Figure 8, by depositing a layer of adhesive on each of the faces facing the assembly then in positioning a bottom panel on the core and a top panel on the heating film support, to fix these two panels on the assembly.
  • the adhesive layer could also be deposited on each of the panels.
  • the heated floor according to the invention can also be obtained from a stack comprising a lower panel 51, a core 4, a heating film 6 of which the heating element 9 is arranged between the core and the support 8 of the heating film and an upper panel 50.
  • a layer of adhesive is deposited between the different elements constituting the stack, only the layer 4a present between the core and the upper panel being illustrated.
  • the adhesive can be chosen from glues in particular based on polyester, polyether or polyurethane which are perfectly effective for fixing, for example, the core 4 on the lower and upper panels of the floor. Any other railway certified glue could also be used.
  • the thickness of the space between the upper panel and the core is a few tenths of a mm.
  • the thickness of the adhesive layer is less than that of this space, due to the presence of the heating film.
  • the adhesive can, on the one hand, easily penetrate through the support and, on the other hand, surround the wire conductor forming the heating element.
  • a polymerizable resin is first poured into this mold.
  • Several layers of wires or fibers 30 are deposited in this resin layer 30a (only two layers are illustrated).
  • Figure 13 shows that the core 4 of the floor is then placed on the heating element 9 of the heating film.
  • the stack is completed by the deposition of a layer of resin 31a and several layers of fibers 31 on the free surface of the core, therefore on the side opposite the heating film (figure 14).
  • Mold 2 is then closed and placed under vacuum using pump 20 (figure 15).
  • the stack is then subjected to pressure, which leads to the depression of the heating element in the core 4, as has been described with reference to Figure 8.
  • the percentage of the external surface of the element located inside the core is between 20% and 90% and, preferably, between 40% and 60%.
  • the position of the core and the heating film in the stack could be reversed, the core then being deposited on the layers of fibers 30 impregnated with resin and the layers of wires or fibers 31 impregnated with resin on the heating film support.
  • the polymerized resin then forms with the layers of fibers 30, the lower panel 51 of the floor, while it forms with the layers of fibers 31, the upper panel 50.
  • the support 8 of the heating film is advantageously of the same nature and the same structure as the layers of fibers used in the stack. In other words, the heating element is then fixed on one of the layers of fibers in the stack.
  • the threads or fibers used may in particular be glass fibers, carbon fibers, or even synthetic fibers. Generally speaking, any fiber or yarn that can be impregnated with resin can be used. Furthermore, the layers 30 and/or 31 may or may not be formed from fibers of the same nature.
  • the resins used are for example polyester, polyether, epoxy and polyurethane resins. In general, all resins can be used which can impregnate a fiber and form a rigid element after polymerization.
  • the duration of the compression step is between 2 and 60 min and the pressure to which the stack is subjected is between 10 and 1000 psi and, preferably between 100 and 500 psi or even between 300 and 500 psi.
  • the method according to the invention has the advantage of avoiding the prior formation of channels in the core, intended to receive the heating element.
  • the heating element is pressed into the core due to the application of pressure, the core deforming locally. This considerably simplifies the implementation of the process.
  • the hollow structure formed by the application of pressure is perfectly adapted to the shape of the heating element, which limits the quantity of adhesive used and therefore the weight of the floor, without compromising the fixing of the different floor elements.
  • the heating element of the heating film is present over its entire height between the upper panel and the core of the floor and the adhesive must be in sufficient quantity to fill the space between the top panel and core.
  • the volume of adhesive in the space between the upper panel and the core is d 'approximately 0.00105 m 3 for 1 m 2 of floor.
  • the mass of adhesive is then 1680 g/m 2 of flooring, for an adhesive whose density is 1600.
  • This volume of adhesive is reduced to approximately 0.00065 m 3 for 1 m 2 of flooring, with a heated floor according to the invention in which the heating element is embedded in the core over half its diameter (the quantity of adhesive present between the heating element and the hollow structure is neglected in this calculation).
  • the mass of adhesive is then 1040 g/m 2 of floor.
  • the gain in adhesive weight is at least around 40%, to the extent that the wire can be pressed even deeper into the core. This both saves material and reduces the weight of the heated floor.
  • the heated floor obtained is flat, like the heating film used.
  • the invention is not limited to these examples and the process could be used to produce floors whose upper face is not flat but three-dimensional.
  • the structure of the heating film according to the invention is very simplified since it is no longer necessary to provide a layer of polyurethane on each of the support layers, between which the heating element is placed.
  • the floor according to the invention has fire or smoke performances which are similar to those of a floor not comprising a heating film.
  • the quantity of polyurethane introduced into the structure of the floor is very small, the thickness of the polyurethane layers being of the order of a few microns.
  • the heated floor according to the invention is of simplified construction since it avoids the use of a thermal insulation layer under the floor, while having greater heating performance than conventional floors and mechanical performances similar to these.
  • the invention is not limited to the embodiment of the heated floor which has just been described.
  • the constituent materials of the different elements described may vary.

Landscapes

  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé d'obtention d' un plancher chauffant pour véhicules, notamment ferroviaires, comprenant une âme (4) entre un panneau supérieur (50) destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur (51), ainsi qu'un film chauffant (6) entre ledit panneau supérieur (50) et ladite âme (4), ledit film chauffant comprenant un support (8) qui présente des orifices traversants et un élément chauffant (9) constitué d'un fil conducteur électrique et fixé sur une des deux faces dudit support, ledit fil s'étendant selon un motif déterminé, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - Une étape de formation d'un empilement comprenant au moins ledit film chauffant et ladite âme (4), dans lequel l'élément chauffant dudit film chauffant est disposé entre ladite âme et le support dudit film chauffant, - Une étape de dépose d'une couche d'adhésif entre le film chauffant et ladite âme (4) et - Une étape de compression sur l'empilement au terme de laquelle ledit élément chauffant est enfoncé dans ladite âme, de telle sorte que le pourcentage de sa surface extérieure située à l'intérieur de l'âme est compris entre 20 % et 90%.

Description

Description
Titre de l’invention : PROCEDE D’OBTENTION D’UN PLANCHER CHAUFFANT POUR VEHICULES, ET PLANCHER CHAUFFANT POUR VEHICULES
[1] La présente invention concerne le domaine technique des films chauffants destinés à un plancher chauffant pour un véhicule et des planchers chauffants pour un véhicule, notamment un véhicule ferroviaire.
[2] De façon connue, un tel plancher comporte une âme qui peut être une structure alvéolaire ou en nid d'abeille, une mousse, en bois ou en composite, entre un panneau supérieur et un panneau inférieur, généralement en aluminium ou en composite. Tous ces éléments sont collés entre eux au moyen d'une colle appropriée.
[3] Sur le panneau supérieur du plancher est généralement prévu un revêtement de sol et, sous le panneau inférieur, une couche d'isolation thermique.
[4] Un film chauffant est prévu entre la face inférieure du panneau inférieur et la couche d'isolation thermique. Cette dernière permet d’isoler thermiquement le film chauffant de l'environnement extérieur du plancher.
[5] De tels planchers sont décrits par exemple dans le document CN 102180175.
[6] Ils présentent l'inconvénient d'être d'une réalisation complexe et d'une performance thermique relativement faible, puisque l’énergie thermique doit traverser toute la structure du plancher avant d’atteindre la pièce à chauffer.
[7] C’est pourquoi le brevet FR3086626 décrit un plancher chauffant pour un véhicule ferroviaire qui comprend un film chauffant collé entre le panneau supérieur et l’âme du plancher.
[8] Ce plancher permet de mieux chauffer le véhicule ferroviaire, tout en évitant ou limitant la présence d’une isolation thermique sous la face inférieure du panneau inférieur du plancher.
[9] Ce film chauffant comprend un élément chauffant sous la forme d’une piste conductrice chauffante qui est placée à plat entre au moins deux couches de polyester, une couche de polyuréthane recouvrant chacune des couches de polyester placées à l’extérieur.
[10] Ces couches de polyuréthane permettent de garantir une bonne adhésion du film chauffant aux autres éléments du plancher, tout en permettant l’utilisation de colles conventionnelles.
[11] Ce plancher apporte satisfaction mais présente l’inconvénient d’utiliser un film chauffant nécessitant plusieurs couches de matériaux différents pour permettre son collage aux autres éléments du plancher.
[12] Le document W02021/005465 décrit un plancher chauffant destiné à des moyens de transport comprenant également un film chauffant entre son panneau supérieur et son âme. Ce film chauffant est formé d’un filet sur lequel est fixé un câble chauffant, ce dernier étant en contact avec le panneau supérieur.
[13] Ce plancher est conçu pour optimiser la transmission de chaleur entre le câble chauffant et le panneau supérieur mais il nécessite une quantité importante d’adhésif pour fixer ensemble les éléments constitutifs du panneau.
[14] Par ailleurs, des exigences nouvelles sont apparues, notamment celle de disposer de films chauffants générant, en utilisation, une chaleur différenciée sur leur surface ou encore présentant un contour de forme complexe.
[15] L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un procédé d’obtention d’un plancher chauffant pour véhicules, notamment ferroviaires, dont la mise en œuvre est simplifiée et qui permet de limiter la quantité d’adhésif utilisée tout en assurant une bonne adhésion des éléments du plancher et en utilisant des colles traditionnelles.
[16] L’invention a également pour objet de proposer un plancher chauffant pour véhicules, notamment ferroviaires, dont le prix de revient et le poids sont réduits et permettant de mieux chauffer le véhicule ferroviaire, tout en présentant des caractéristiques mécaniques similaires à celles des planchers connus.
[17] L'invention a ainsi pour objet un procédé d’obtention d’un plancher chauffant pour véhicules, notamment ferroviaires, comprenant une âme entre un panneau supérieur destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur, ainsi qu'un film chauffant entre ledit panneau supérieur et ladite âme, ledit film chauffant comprenant un support qui présente des orifices traversants et un élément chauffant constitué d’un fil conducteur électrique et fixé sur l’une des deux faces dudit support, ledit fil s’étendant selon un motif déterminé, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- Une étape de formation d’un empilement comprenant au moins ledit film chauffant et ladite âme, dans lequel l’élément chauffant dudit film chauffant est disposé entre ladite âme et le support dudit film chauffant,
- Une étape de dépose d’une couche d’adhésif entre le film chauffant et ladite âme et
- Une étape de compression de l’empilement au terme de laquelle ledit élément chauffant est enfoncé dans ladite âme, de telle sorte que le pourcentage de sa surface extérieure située à l’intérieur de l’âme est compris entre 20 % et 90% et, de préférence, entre 40% et 60%.
[18] La pression appliquée sur l’empilement est comprise entre 10 et 1000 psi et de préférence, entre 100 et 500 psi.
[19] Dans une variante, le procédé comprend, après l’étape de compression, une étape de positionnement dudit panneau inférieur sur ladite âme, du côté opposé au film chauffant, et dudit panneau supérieur sur ledit support dudit film chauffant, une couche d’adhésif étant déposée entre ledit panneau supérieur et ledit support et entre ledit panneau inférieur et ladite âme.
[20] Dans une autre variante, l’empilement comprend également ledit panneau supérieur et ledit panneau inférieur, une couche d’adhésif étant déposée entre ledit panneau supérieur et ledit support et entre ledit panneau inférieur et ladite âme.
[21] Dans encore une autre variante, l’empilement est formé dans un moule et comprend successivement une couche de résine polymérisable déposée au fond du moule et au moins une couche de fils/fibres placée dans la résine, ladite âme et ledit film chauffant, et au moins une couche de fils/fibres enduite d’une couche de résine, l’étape de compression permettant d’obtenir la polymérisation de la résine, ledit panneau supérieur et ledit panneau inférieur étant chacun formé par au moins une couche de fils/fibres et de résine polymérisée.
[22] Dans cette dernière variante, le support du film chauffant peut être réalisé dans la même matière que lesdites couches de fils/fibres. [23] Le procédé selon l'invention peut également présenter de manière avantageuse l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes : le fil chauffant est fixé sur ledit support par collage ou couture ; l’élément chauffant présente un diamètre compris entre 0,01 mm et 3 mm et, de préférence, entre 0,1 mm et 0,8 mm ; le support est formé d’une association de fils et/de fibres ménageant entre eux des espaces libres au travers du support ; le support est formé d’un treillis ou d’une grille ; l’élément chauffant présente une densité de fils variable sur sa surface ; l’âme est déformable plastiquement sous l’effet d’une compression.
[24] L’invention concerne aussi un plancher chauffant pour véhicules ferroviaires comprenant une âme entre un panneau supérieur destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur, ainsi qu'un film chauffant , collé entre ledit panneau supérieur et ladite âme, ledit film chauffant comprenant un support qui présente des orifices traversants et un élément chauffant constitué d’un fil conducteur électrique et fixé sur l’une des deux faces dudit support, ledit fil s’étendant selon un motif déterminé, caractérisé en ce que ledit support est disposé entre ledit panneau supérieur et ledit élément chauffant et en ce que ledit élément chauffant est enfoncé dans ladite âme, le pourcentage de sa surface extérieure située à l’intérieur de l’âme étant compris entre 20 % et 90% et, de préférence, entre 40% et 60%.
[25] Le plancher selon l'invention peut également présenter de manière avantageuse l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes :
- l’âme du plancher est une structure alvéolaire ou en nid d’abeille ou encore une mousse, réalisée en une matière plastique ou composite, ou encore une structure en bois, liège ou en composite ;
- le panneau supérieur et/ou le panneau inférieur peuvent être réalisés en une matière métallique, composite ou plastique, ou encore en bois ;
- l’adhésif utilisé pour coller les éléments à l'intérieur du plancher est à base de polyester, de polyéther ou de polyuréthane ;
- l'épaisseur de l’espace entre le panneau supérieur et l’âme est de l’ordre de quelques dixièmes de millimètre. [26] L’invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des figures suivantes sur lesquelles :
[27] [Fig. 1], une vue schématique en coupe d’un exemple de plancher chauffant selon l’invention ;
[28] [Fig. 2], une vue schématique de face illustrant un exemple de support d’un film chauffant selon l’invention ;
[29] [Fig. 3], une vue schématique de face illustrant un exemple de film chauffant selon l’invention comportant le support illustré à la figure 2 et un fil conducteur réparti selon un motif donné ;
[30] [Fig. 4], un détail de la figure 3 montrant la fixation du fil conducteur sur le support ;
[31] [Fig. 5], un diagramme donnant en abscisses, la demi-largeur d'un premier exemple de film chauffant selon l’invention et en ordonnées la température de surface du film chauffant, en utilisation, ce premier exemple de film comportant une densité uniforme de fils conducteur sur la surface de l’élément chauffant ;
[32] [Fig. 6], un diagramme donnant en abscisses, la demi-largeur d'un deuxième exemple de film chauffant selon l’invention et en ordonnées la température de surface du film chauffant, en utilisation, ce deuxième exemple de film comportant une densité variable de fils conducteur sur la surface de l’élément chauffant ;
[33] [Fig.7] et [Fig.8] sont des vues schématiques illustrant deux étapes du procédé selon l’invention
[34] [Fig.9] et [Fig.10] sont des vues schématiques illustrant les étapes d’une variante de mise en œuvre du procédé selon l’invention ;
[35] [Fig .11 ] à [Fig .16] sont des vues schématiques illustrant une autre variante de mise en œuvre du procédé selon l’invention
[36] La figure 1 illustre un plancher 1 qui est monté sur la structure 72 d’un véhicule, dans cet exemple un véhicule ferroviaire, grâce à des moyens de suspension 73, lesquels sont des découpleurs mécaniques. [37] Ce plancher 1 comporte une âme 4, se présentant par exemple sous la forme d’une structure alvéolaire ou en nid d’abeille, entre un panneau supérieur 50 et un panneau inférieur 51 .
[38] Comme l'illustre la figure 1 , le panneau supérieur 50 du plancher est recouvert, sur sa face supérieure 500, d'un revêtement de sol 70 puisqu’il est situé vers l'intérieur du véhicule ferroviaire, tandis que le panneau inférieur 51 sera situé du côté de la voie sur laquelle le véhicule ferroviaire va rouler.
[39] La figure 1 montre également qu'un film chauffant 6 est situé entre le panneau supérieur 50 du plancher et la structure alvéolaire 4.
[40] Ainsi, avec le plancher selon l'invention, le film chauffant 6 fait partie intégrante de la structure du plancher.
[41 ] Or, ce plancher est soumis à des contraintes mécaniques importantes, notamment des vibrations engendrées à l'intérieur du véhicule lorsqu'il roule.
[42] Avec la structure illustrée sur la figure 1 , le film chauffant est localisé au plus près de l’habitacle du véhicule, ce qui permet de le chauffer beaucoup plus rapidement que lorsque le film est situé sous la face inférieure du panneau inférieur du plancher.
[43] Par ailleurs, ce positionnement permet de bénéficier de l'isolation thermique assurée par l’âme 4 du plancher. Il devient donc inutile de prévoir une isolation thermique sous la face inférieure 510 du panneau inférieur 51 , comme dans un plancher chauffant classique.
[44] Ainsi, la référence 71 désigne une couche d'isolation acoustique qui n'est prévue que dans les zones où se trouvent les bogies, lorsqu’il s’agit d’un véhicule ferroviaire. On comprend donc que cette couche 71 ne joue aucun rôle dans l'isolation du film chauffant et/ou dans les performances thermiques du plancher.
[45] L’âme 4 peut être réalisée en une matière plastique ou encore en bois ou en composite. Il peut notamment s'agir d'une mousse de polyester (PET) ou de polyéthylène dont l'épaisseur est par exemple comprise entre 35 et 10 millimètres, ou encore de balsa.
[46] Cette âme présente des caractéristiques mécaniques et thermiques qui sont fonction de sa structure, de son épaisseur et de sa matière constitutive. De manière générale, comme cela sera expliqué ultérieurement, cette âme doit permettre l’enfoncement du fil conducteur sous l’application d’une pression et elle est réalisée en une matière susceptible d’une déformation locale, de préférence plastique. Chacun des panneaux 50 et 51 peut être réalisé en une matière métallique, composite ou plastique ou encore en bois.
[47] Ainsi, ces panneaux peuvent être réalisés en une matière composite à base de résine et de fibres ou encore en une feuille d'aluminium. Dans ce dernier cas, l'épaisseur du panneau supérieur 50 peut être choisie entre 1 et 2,5 mm, tandis que l'épaisseur du panneau inférieur 51 peut être choisie entre 1 et 1 ,5 mm.
[48] Le revêtement de sol 7 peut par exemple être réalisé en caoutchouc et présenter une épaisseur d’au moins 2 mm.
[49] Enfin, le film chauffant 6 se présente sous la forme d'une couche mince dont l’épaisseur est comprise entre 0,02 et 4 mm.
[50] Dans l’exemple illustré à la figure 1 , le plancher est plan. Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et il pourrait comporter des niveaux différents ou des portions de surface courbes.
[51] Dans l’exemple illustré aux figures 2 à 4, le film chauffant comprend un support plan 8 présentant la forme d’une grille ou d’un treillis, constitué (e) ici d’un assemblage de deux séries de fils 80 et 81 , disposées perpendiculairement l’une par rapport à l’autre.
[52] Ce support plan supporte un élément chauffant 9 qui est constitué d’un fil conducteur électrique 90, fixé sur ledit support selon un motif déterminé. Cet élément chauffant s’étend sur une seule des deux faces planes du support.
[53] Cette grille peut être obtenue par tissage de fils naturels et/ou synthétiques ou encore par pressage d’une matière plastique.
[54] Elle ménage des espaces vides entre les fils, en d’autres termes des mailles. Ces mailles ont, dans cet exemple une forme de carré, dont un côté a une valeur par exemple comprise entre 1 et 20 mm.
[55] De façon générale, les dimensions des mailles sont choisies pour que la colle qui va être utilisée puisse facilement pénétrer à travers elles. [56] L’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et la grille peut être constitué de fils entrecroisés de manière quelconque, que ces fils soient tissés ou soudés entre eux.
[57] Ainsi, de manière générale, le support plan peut être formé de tout matériau s’étendant en nappe et présentant des orifices traversants pour le passage de la colle, ce matériau étant plus isolant thermiquement que le fil conducteur 90.
[58] Il peut par exemple s’agir d’une association de fils et/de fibres ménageant entre eux des espaces libres au travers du support, par exemple un non-tissé ou encore un tissu dont le tissage est peu serré.
[59] On peut notamment citer, à titre d’exemples non limitatifs, les matériaux commercialisés sous la dénomination TDS par la société SMI Isolation (Grille en fibres de verre) ou encore sous la dénomination Quattro Ceramic (tissu strech) par la société Physiokontact.
[60] On peut également envisager un support réalisé en une matière étanche, comme un film plastique, par exemple en polyuréthane qui est percé d’orifices traversants.
[61] L’épaisseur de ce support est comprise entre 0,01 et 3 mm et, de préférence, entre 0,05 et 1 mm.
[62] Dans l’exemple illustré sur les figures 2 et 3, le support plan présente la forme d’un carré. Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et le support peut présenter une forme quelconque.
[63] Il convient de noter que dans l’exemple illustré, aucun élément n’est fixé sur cet élément chauffant, après sa fixation sur une face du support 8 et avant son utilisation dans un plancher.
[64] . Ce fil conducteur comporte une âme réalisée en un matériau conducteur électrique et une gaine électriquement isolante qui entoure l’âme.
[65] Le matériau constitutif de l’âme peut être par exemple de l’acier, de l’inox, du cuivre, du carbone, de l’aluminium ou tout autre matériau conducteur.
[66] L’âme du fil peut se présenter sous la forme d’un monobrin ou d’un multibrins. [67] Elle peut également comprendre un élément de renfort comme une tresse en Kevlar® ou en fibres de verre.
[68] Le matériau constitutif de la gaine peut être un isolant électrique quelconque, par exemple du PVC, du silicone ou du téflon. Il est choisi en fonction de la tenue en température qui est souhaitée.
[69] L’élément chauffant présente un diamètre par exemple compris entre 0,01 mm et 3 mm et, de préférence, entre 0,1 mm et 0,8 mm ou encore entre 0,1 mm et 0,5 mm.
[70] Dans l’exemple illustré à la figure 2, le fil conducteur 90 s’étend sur sensiblement toute la surface du support 8 et il réparti selon cinq zones : les zones latérales 91 à 94 situées sur chacun des côtés du support 8 et une zone centrale 95 située au centre du support.
[71 ] Dans chacune de ces zones, le fil est disposé de façon à former une sinusoïde.
[72] Si l’on se réfère par exemple à la zone centrale 95, le fil 90 comprend ainsi une série de parties droites 950, une première série de tronçons courbes 951 et une deuxième série de tronçons courbes 952.
[73] Chaque tronçon courbe 951 de la première série relie une première extrémité d’un tronçon droit 950 à une première extrémité d’un autre tronçon droit 950 adjacent.
[74] Chaque tronçon courbe 952 de la deuxième série relie une deuxième extrémité, opposée à la première, d’un tronçon droit 950 à une deuxième extrémité, opposée à la première, d’un tronçon droit 950 adjacent.
[75] Les autres zones 91 à 94 ne sont pas décrites en détail car cette description serait similaire à celle faite pour la zone centrale 95.
[76] Chacune des deux extrémités libres 900, 901 du fil conducteur 90 est destinée à être reliée à une alimentation électrique (non illustrée).
[77] L’intensité du courant est typiquement comprise entre 0,1 et 30 Ampères, sans que cela soit limitatif. [78] Le fil 90 est fixé sur le support 8 par tout moyen approprié et notamment par couture ou collage.
[79] Les colles suivantes peuvent être par exemple utilisées : colle transfert, colle à chaud ou encore colle bi-composant.
[80] Le fil peut également être fixé sur le support au moyen d’une couture.
[81] La figure 4 montre un détail de la figure 3 situé au niveau d’un tronçon courbe 951 . Cette couture est réalisée de façon classique de façon à permettre la liaison du fil conducteur 90 avec le support 8. Dans l’exemple illustré à la figure 4, la couture 902 est en zig-zag. Une machine à coudre industrielle standard peut permettre de réaliser cette couture.
[82] Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de couture.
[83] La figure 2 montre également que l’espacement entre les parties droites des sinusoïdes d’une zone peut varier d’une zone à l’autre. Ainsi cet espacement est plus important dans la zone centrale 95 que pour les zones latérales 91 à 94. Cet espacement permet d’ajuster la densité du fil dans chaque zone. Dans l’exemple illustré à la figure 2, cette densité est plus importante dans les zones latérales que dans la zone centrale.
[84] Ceci constitue un avantage du film chauffant selon l’invention. En effet, le fil présente un diamètre tel qu’il peut être facilement courbé sans être détérioré. Ceci permet de positionner le fil selon un motif présentant des parties courbes, comme une sinusoïde, et également d’augmenter la densité du fil en adaptant en conséquence le motif.
[85] Un film chauffant selon l’invention permet d’obtenir une puissance par surface comprise entre 50 et 5000 W/m2.
[86] L’intérêt de moduler la densité du fil va maintenant être expliqué en référence aux figures 5 et 6.
[87] Ces figures donnent, en ordonnées et en degré C°, la température de surface du film chauffant lorsque celui-ci est alimenté en courant électrique, en fonction de la demi-largeur, c’est-à-dire de la distance en mètres entre le centre du support et l’un de ses bords, en abscisses. [88] La courbe de la figure 5 correspond à un film chauffant selon l’invention présentant une densité de fil conducteur uniforme sur la surface du support.
[89] Elle montre que, dans cette situation, la température de surface du support décroit depuis le centre jusqu’au bord du support et passe ainsi de 30°C à 23°C.
[90] La courbe de la figure 6 correspond à un film chauffant selon l’invention présentant une densité de fil conducteur différenciée sur la surface du support, la densité étant plus importante sur les bords du support que dans sa partie centrale. Il s’agit donc d’un film chauffant du type illustré aux figures 2 et 3.
[91] La courbe de la figure 6 montre qu’avec un tel film, la température de surface du support est maintenue constante sur la moitié de la largeur du support et qu’elle ne décroît que de 30° C à 25,5° C.
[92] On comprend donc qu’en permettant d’adapter la densité de fil conducteur dans le film chauffant, l’invention permet d’obtenir des films et des planchers chauffants qui apporteront plus de confort aux utilisateurs.
[93] Il convient également de noter que l’utilisation d’un fil conducteur de faible diamètre pour réaliser l’élément chauffant permet de réaliser des films chauffants de forme quelconque, présentant par exemple de nombreuses découpes. En effet, il sera possible de déterminer un motif pour le fil, adapté à la forme de ce support et assurant une densité de fil conducteur convenant à l’application en cause.
[94] Dans les exemples illustrés aux figures 2 à 4, le support du film chauffant est plan. Cependant, le support pourrait également présenter une forme tridimensionnelle pour être adapté à la forme du plancher dans lequel il sera inséré. Cette forme tridimensionnelle pourra également être obtenue lors de l’utilisation du film chauffant, celui-ci étant suffisamment souple pour s’adapter à la forme requise pour le plancher.
[95] On va maintenant s’intéresser au collage du film chauffant selon l’invention entre le panneau supérieur 50 du plancher et l’âme 4.
[96] Le procédé d’obtention d’un plancher chauffant comporte plusieurs variantes de mise en œuvre qui, toutes, comprennent les étapes schématiquement illustrées aux figures 7 et 8. [97] La figure 7 illustre une étape de formation d’un empilement comprenant au moins un film chauffant 6 et une âme 4, dans lequel l’élément chauffant 9 du film chauffant est disposé entre l’âme et le support 8 du film chauffant. Une couche d’adhésif 4a est déposée entre le film chauffant et ladite âme 4.
[98] Cette couche d’adhésif peut être déposée sur l’âme avant la mise en place du film chauffant, sur le film chauffant après sa mise en place sur l’âme, ou encore être déjà présente dans un moule.
[99] Une fois l’empilement réalisé, il est soumis à une compression schématisée par les deux flèches F1 et F2. Comme l’illustre la figure 8, celle-ci conduit à enfoncer l’élément chauffant 6 dans l’âme 4. Cette dernière est déformée pour créer une structure en creux de même forme que l’élément chauffant. Ceci est possible puisque le support ne constitue pas un obstacle entre l’âme et l’élément chauffant. Cet enfoncement est donc obtenu directement par l’application d’une pression, sans qu’il soit nécessaire de réaliser préalablement des canaux dans l’âme.
[100] Cette compression peut être classiquement obtenue par des vérins ou par une mise sous vide de l’empilement.
[101] A l’issue de cette étape de compression, le pourcentage de la surface extérieure de l’élément située à l’intérieur de l’âme est compris entre 20 % et 90 % et, de préférence, entre 40% et 60%.
[102] Le matériau de l’âme est choisi pour qu’il puisse se déformer localement et, de préférence, plastiquement sous l’effet d’une pression exercée par un fil conducteur, notamment métallique. La pression appliquée est comprise entre 10 et 1000 psi et sera choisie par l’homme du métier en fonction du matériau.
[103] L’épaisseur de l’interface entre l’âme et le support du film chauffant est donc réduite, ce qui conduit à réduire également la quantité d’adhésif utilisée. De plus, la structure en creux formée dans l’âme est parfaitement adaptée à la forme de l’élément chauffant, de telle sorte que, seul, un film d’adhésif d’épaisseur très réduite peut être présent entre cette structure en creux et l’élément chauffant. Ceci contribue encore à réduire la quantité d’adhésif utilisée.
[104] Le plancher chauffant selon l’invention peut alors être obtenu, à partir de l’ensemble illustré à la figure 8, en déposant une couche d’adhésif sur chacune des faces en vis-à-vis de l’ensemble puis en positionnant un panneau inférieur sur l’âme et un panneau supérieur sur le support du film chauffant, pour fixer ces deux panneaux sur l’ensemble. Bien entendu, la couche d’adhésif pourrait aussi être déposée sur chacun des panneaux.
[105] Comme illustré aux figures 9 et 10, le plancher chauffant selon l’invention peut également être obtenu à partir d’un empilement comprenant un panneau inférieur 51 , une âme 4, un film chauffant 6 dont l’élément chauffant 9 est disposé entre l’âme et le support 8 du film chauffant et un panneau supérieur 50. Une couche d’adhésif est déposée entre les différents éléments constitutifs de l’empilement, seule la couche 4a présente entre l’âme et le panneau supérieur étant illustrée.
[106] Cet empilement est ensuite soumis à une compression illustrée schématiquement par les flèches F1 et F2, et la figure 10 illustre le plancher chauffant obtenu. Comme cela a déjà été illustré et décrit en regard de la figure 8, à l’issue de cette étape de compression, l’élément chauffant est enfoncé dans l’âme 4, le pourcentage de la surface extérieure de l’élément située à l’intérieur de l’âme est compris entre 20 % et 90 % et, de préférence, entre 40% et 60%. La compression peut être, par exemple, obtenue grâce à des vérins.
[107] L’adhésif peut être choisi parmi les colles notamment à base de polyester, de polyéther ou de polyuréthane qui sont parfaitement efficaces pour fixer par exemple l’âme 4 sur les panneaux inférieur et supérieur du plancher. Toute autre colle certifiée ferroviaire pourrait également être utilisée.
[108] L'épaisseur de l’espace entre le panneau supérieur et l’âme est de quelques dixièmes de mm. L’épaisseur de la couche d’adhésif est inférieure à celle de cet espace, du fait de la présence du film chauffant.
[109] Dans la mesure où le film chauffant 6 ne comporte qu’un support et que ce support présente des trous traversants, l’adhésif peut d’une part, facilement pénétrer à travers le support et d’autre part, entourer le fil conducteur formant l’élément chauffant.
[110] Ainsi, rien ne fait obstacle à ce que le film chauffant 6 puisse être collé à l'intérieur de la structure du plancher 1 à l'aide des colles qui sont classiquement utilisées dans le domaine ferroviaire pour la construction des planchers. Comme indiqué précédemment, il s'agit notamment de colles à base de polyester, de polyéther ou de polyuréthane. [111] Une autre variante du procédé selon l’invention est illustrée aux figures 11 à 15, cette variante utilisant un moule 2.
[112] Conformément à la figure 11 , dans ce moule, est tout d’abord versée une résine polymérisable. Dans cette couche de résine 30a sont déposées plusieurs couches de fils ou fibres 30 (seules deux couches sont illustrées).
[113] Sur la dernière couche de fibres 30 déposée, un film chauffant 6 est ensuite déposé, de telle sorte que le support 8 du film chauffant est en contact avec cette dernière couche de fibres, comme illustré sur la figure 12.
[114] La figure 13 montre que l’âme 4 du plancher est ensuite déposée sur l’élément chauffant 9 du film chauffant.
[115] L’empilement est complété par le dépôt d’une couche de résine 31 a et de plusieurs couches de fibres 31 sur la surface libre de l’âme, donc du côté opposé au film chauffant (figure 14).
[116] Le moule 2 est ensuite fermé et mis sous vide grâce à la pompe 20 (figure 15). L’empilement est alors soumis à une pression, ce qui conduit à l’enfoncement de l’élément chauffant dans l’âme 4, comme cela a été décrit en référence à la figure 8. le pourcentage de la surface extérieure de l’élément située à l’intérieur de l’âme est compris entre 20 % et 90 % et, de préférence, entre 40% et 60%.
[117] Par ailleurs, lors de cette mise sous vide, la résine se polymérise et forme alors, avec les couches de fibres 30, le panneau supérieur 51 du plancher chauffant et, avec les couches de fibres 31 , le panneau inférieur 50 du plancher chauffant obtenu qui est illustré à la figure 16. Ces deux panneaux sont donc en matériau composite.
[118] Bien entendu, la position de l’âme et du film chauffant dans l’empilement pourrait être inversée, l’âme étant alors déposée sur les couches de fibres 30 imprégnées de résine et les couches de fils ou fibres 31 imprégnées de résine sur le support du film chauffant. La résine polymérisée forme alors avec les couches de fibres 30, le panneau inférieur 51 du plancher, tandis qu’elle forme avec les couches de fibres 31 , le panneau supérieur 50.
[119] La compression à l’intérieur du moule pourrait être obtenue par d’autres moyens qu’une mise sous vide. [120] Le support 8 du film chauffant est avantageusement de même nature et de même structure que les couches de fibres utilisées dans l’empilement. En d’autres termes, l’élément chauffant est alors fixé sur l’une des couches de fibres de l’empilement.
[121 ] Les fils ou fibres utilisés peuvent notamment être des fibres de verre, de carbone, ou encore des fibres synthétiques. De manière générale, toute fibre ou tout fil pouvant être imprégné(e) de résine peut être utilisé(e). Par ailleurs, les couches 30 et/ou 31 peuvent être ou non formées de fibres de même nature.
[122] De plus, le procédé n’est pas limité à l’exemple décrit et l’un ou l’autre des panneaux ou les deux pourrai(en)t ne comprendre qu’une couche de fils/fibres.
[123] Les résines utilisées sont par exemple des résines polyester, polyéther, époxy, polyuréthane. De manière générale, on peut utiliser toutes les résines qui peuvent imprégner une fibre et former un élément rigide après polymérisation.
[124] De manière générale, la durée de l’étape de compression est comprise entre 2 et 60 mn et la pression à laquelle est soumis l’empilement est comprise entre 10 et 1000 psi et, de préférence entre 100 et 500 psi ou encore entre 300 et 500 psi.
[125] Le procédé selon l’invention présente l’avantage d’éviter la formation préalable de canaux dans l’âme, destinés à recevoir l’élément chauffant. En effet, l’élément chauffant est enfoncé dans l’âme du fait de l’application d’une pression, l’âme se déformant localement. Ceci simplifie considérablement la mise en œuvre du procédé. Par ailleurs, la structure en creux formée par l’application d’une pression est parfaitement adaptée à la forme de l’élément chauffant, ce qui limite la quantité d’adhésif utilisée et donc le poids du plancher, sans compromettre la fixation des différents éléments du plancher.
[126] Il permet de réduire encore davantage la quantité d’adhésif utilisée par rapport à un plancher ne comportant pas de canaux réalisés préalablement dans l’âme.
[127] En effet, dans un tel plancher, l’élément chauffant du film chauffant est présent sur toute sa hauteur entre le panneau supérieur et l’âme du plancher et l’adhésif doit être en quantité suffisante pour remplir l’espace entre le panneau supérieur et l’âme. [128] En pratique, avec un fil chauffant de diamètre de 0,8 mm et un support dont l’épaisseur est de 0,25 mm, le volume d’adhésif dans l’espace entre le panneau supérieur et l’âme est d’environ 0,00105 m3 pour 1 m2 de plancher. La masse d’adhésif est alors de 1680 g/m2de plancher, pour un adhésif dont la densité est de 1600. Ce volume d’adhésif est réduit à environ à 0,00065 m3 pour 1 m2 de plancher, avec un plancher chauffant selon l’invention dans lequel l’élément chauffant est enfoncé dans l’âme sur la moitié de son diamètre (la quantité d’adhésif présente entre l’élément chauffant et la structure en creux est négligée dans ce calcul). La masse d’adhésif est alors de 1040 g/m2de plancher.
[129] Ainsi, avec un plancher chauffant selon l’invention, le gain en poids d’adhésif est au moins d’environ 40%, dans la mesure où le fil peut être enfoncé encore plus profondément dans l’âme. Ceci permet à la fois d’économiser de la matière et de réduire le poids du plancher chauffant.
[130] De plus, les essais réalisés montrent que, contrairement à ce qui était attendu, la présence d’une couche thermiquement isolante, formée d’adhésif et du support du film chauffant, ne gêne pas la diffusion de la chaleur entre l’élément chauffant et le panneau supérieur. Ceci est vraisemblablement dû à la faible épaisseur de cette couche isolante. De plus, il apparait qu’elle permet une diffusion uniforme de la chaleur vers le panneau supérieur, en évitant la création de points chauds.
[131] Dans les exemples de mise en œuvre du procédé selon l’invention qui viennent d’être décrits, le plancher chauffant obtenu est plan, comme le film chauffant utilisé. Cependant, l’invention n’est pas limitée à ces exemples et le procédé pourrait être utilisé pour réaliser des planchers dont la face supérieure n’est pas plane mais tridimensionnelle.
[132] Ainsi, le fait de prévoir le film chauffant à l'intérieur de la structure du plancher ne modifie pas les techniques de fabrication qui sont classiquement utilisées pour des planchers ne comportant pas de film chauffant dans leur structure.
[133] Par ailleurs, la fixation du film chauffant est résistante dans le temps, malgré les vibrations auxquelles le véhicule est soumis.
[134] Ainsi, cette solution évite de mettre en œuvre des colles différentes de celles communément utilisées pour la construction des planchers ferroviaires et qui bénéficient de toutes les certifications pour ce marché ou encore d'autres procédés qui seraient les uns et les autres dommageables à la résistance mécanique du plancher.
[135] Par ailleurs, par rapport au film chauffant décrit dans le brevet FR3086626, la structure du film chauffant selon l’invention est très simplifiée puisqu’il n’est plus nécessaire de prévoir une couche de polyuréthane sur chacune des couches support, entre lesquelles l'élément chauffant est placé.
[136] On peut encore noter que le plancher selon l'invention présente des performances feu ou fumée qui sont similaires à celles d'un plancher ne comportant pas de film chauffant. En effet, la quantité de polyuréthane introduite dans la structure du plancher est très faible, l'épaisseur des couches de polyuréthane étant de l'ordre de quelques microns.
[137] Ainsi, le plancher chauffant selon l'invention est d'une réalisation simplifiée puisqu’il évite l'utilisation d'une couche d'isolation thermique sous le plancher, tout en présentant des performances de chauffage plus importantes que les planchers classiques et des performances mécaniques similaires à ceux-ci.
[138] L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation du plancher chauffant qui vient d'être décrit. En particulier, les matériaux constitutifs des différents éléments décrits peuvent varier.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé d’obtention d’ un plancher chauffant pour véhicules, notamment ferroviaires, comprenant une âme (4) entre un panneau supérieur (50) destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur (51 ), ainsi qu'un film chauffant (6) entre ledit panneau supérieur (50) et ladite âme (4), ledit film chauffant comprenant un support (8) qui présente des orifices traversants et un élément chauffant (9) constitué d’un fil conducteur électrique et fixé sur l’une des deux faces dudit support, ledit fil s’étendant selon un motif déterminé, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
Une étape de formation d’un empilement comprenant au moins ledit film chauffant et ladite âme (4), dans lequel l’élément chauffant (9) dudit film chauffant est disposé entre ladite âme et le support (8) dudit film chauffant,
Une étape de dépose d’une couche d’adhésif entre le film chauffant (6) et ladite âme (4) et
Une étape de compression de l’empilement au terme de laquelle ledit élément chauffant est enfoncé dans ladite âme, de telle sorte que le pourcentage de sa surface extérieure située à l’intérieur de l’âme est compris entre 20 % et 90%.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la pression appliquée sur l’empilement est comprise entre 10 et 1000 psi et, de préférence, entre 100 et 500 psi.
[Revendication 3] Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend, après l’étape de compression, une étape de positionnement dudit panneau inférieur (51) sur ladite âme (4), du côté opposé au film chauffant, et dudit panneau supérieur (50) sur ledit support dudit film chauffant, une couche d’adhésif étant déposée entre ledit panneau supérieur (50) et ledit support et entre ledit panneau inférieur (51) et ladite âme (4).
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’empilement comprend également ledit panneau supérieur (50) et ledit panneau inférieur (51), une couche d’adhésif étant déposée entre ledit panneau supérieur et ledit support et entre ledit panneau inférieur (50) et ladite âme (4).
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’empilement est formé dans un moule (2) et comprend successivement une couche de résine polymérisable (30a) déposée au fond du moule et au moins une couche de fils/fibres (30) placée dans la résine, ladite âme (4) et ledit film chauffant (6), et au moins une couche de fils/fibres (31 ) enduite d’une couche de résine (31a), l’étape de compression permettant d’obtenir la polymérisation de la résine, ledit panneau supérieur (50) et ledit panneau inférieur (51 ) étant chacun formé par au moins une couche de fils/fibres et de résine polymérisée.
[Revendication 6] Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support du film chauffant est réalisé dans la même matière que lesdites couches de fils/fibres.
[Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fil chauffant est fixé sur ledit support par collage ou couture.
[Revendication 8] Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le support est formé d’une association de fils et/de fibres ménageant entre eux des espaces libres au travers du support.
[Revendication 9] Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’élément chauffant présente une densité de fil variable sur sa surface.
[Revendication 10] Plancher chauffant pour véhicules ferroviaires comprenant une âme (4) entre un panneau supérieur (50) destiné à être recouvert d'un revêtement de sol et un panneau inférieur (51 ), ainsi qu'un film chauffant collé entre ledit panneau supérieur (50) et ladite âme (4), ledit film chauffant comprenant un support qui présente des orifices traversants et un élément chauffant (9) constitué d’un fil conducteur électrique et fixé sur l’une des deux faces dudit support, ledit fil s’étendant selon un motif déterminé, caractérisé en ce que ledit support (8) est disposé entre ledit panneau supérieur (50) et ledit élément chauffant (9) et en que ledit élément chauffant (9) est enfoncé dans ladite âme (4), le pourcentage de sa surface extérieure située à l’intérieur de l’âme étant compris entre 20 % et 90% .
[Revendication 11] Plancher selon la revendication 10, caractérisé en ce que l’âme (4) est une structure alvéolaire ou en nid d’abeille, ou encore en mousse, réalisée en une matière plastique ou composite , ou encore une structure en bois en liège ou en composite .
[Revendication 12] Plancher selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que le panneau supérieur et le panneau inférieur peuvent être réalisés en une matière métallique, composite ou plastique, ou encore en bois.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1429402A (en) * 1917-08-06 1922-09-19 Buck Abton Albert Electric heater
DE2949511A1 (de) * 1979-12-08 1981-06-11 Ferdinand 4600 Dortmund Timmermann Aufrollbare matte fuer elektrische widerstands-fussbodenheizungen
EP0134011A2 (fr) * 1983-08-12 1985-03-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chauffage par le sol
CN102180175A (zh) 2011-04-26 2011-09-14 常州长青交通科技股份有限公司 轨道车辆地板
FR2975371A3 (fr) * 2011-05-19 2012-11-23 Hutchinson Structure de plancher composite chauffant pour habitacle d'un vehicule ferroviaire ou d'un aeronef.
FR3086626A1 (fr) 2018-09-28 2020-04-03 Ilo Plancher chauffant pour vehicules ferroviaires
WO2021005465A1 (fr) 2019-07-05 2021-01-14 I.R.C.A. S.P.A. Industria Resistenze Corazzate E Affini Panneau de plancher chauffant pour moyen de transport

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1429402A (en) * 1917-08-06 1922-09-19 Buck Abton Albert Electric heater
DE2949511A1 (de) * 1979-12-08 1981-06-11 Ferdinand 4600 Dortmund Timmermann Aufrollbare matte fuer elektrische widerstands-fussbodenheizungen
EP0134011A2 (fr) * 1983-08-12 1985-03-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chauffage par le sol
CN102180175A (zh) 2011-04-26 2011-09-14 常州长青交通科技股份有限公司 轨道车辆地板
FR2975371A3 (fr) * 2011-05-19 2012-11-23 Hutchinson Structure de plancher composite chauffant pour habitacle d'un vehicule ferroviaire ou d'un aeronef.
FR3086626A1 (fr) 2018-09-28 2020-04-03 Ilo Plancher chauffant pour vehicules ferroviaires
WO2021005465A1 (fr) 2019-07-05 2021-01-14 I.R.C.A. S.P.A. Industria Resistenze Corazzate E Affini Panneau de plancher chauffant pour moyen de transport

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