НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
HEATER FOR RAILWAY VEHICLES

Изобретение касается нагревательного устройства для рельсовых транспортных средств согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
У известных нагревательных устройств этого рода нагревательные элементы, выполненные в виде нагревательных пленок, наклеиваются на традиционные плиты пола, уже уложенные в вагонах рельсовых транспортных средств, и накрываются напольным покрытием. Эта конструкция имеет тот недостаток, что отдельные нагревательные элементы в случае повреждения не могут быть просто заменены. Более того, демонтаж нагревательных элементов и электрических подключений для нагревательных элементов требует сравнительно высокой затраты времени, причем, соответственно, одновременно блокируются другие монтажные работы в рельсовом транспортном средстве. Кроме того, нагревательные пленки не являются плотно изолированными, так что проникающая влага может повредить нагревательные пленки. Кроме того, следует считать недостатком то, что граничащие с нагревательными элементами материалы, обычно дерево, резина или полимерные покрытия, являются плохими проводниками тепла. Из-за этого в области нагревательных элементов возникают пики температур, которые негативно влияют на мощность нагрева или, соответственно, приводят к излишне высокому расходу энергии, чтобы достичь желаемой температуры в помещении для пассажиров рельсового транспортного средства.
Исходя из описанного уровня техники в основу изобретения положена задача усовершенствовать нагревательное устройство для рельсовых транспортных средств согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения таким образом, чтобы при повреждении или, соответственно, выходе из строя нагревательного устройства была обеспечена возможность простого или, соответственно, занимающего мало времени ремонта нагревательного устройства. Эта задача решается у нагревательного устройства для рельсовых транспортных средств посредством отличительных признаков п.1 формулы изобретения.
При этом в основу изобретения положена идея выполнения нагревательных узлов и сэндвичевых структур соответственно в виде модульного конструктивного узла, при этом несколько конструктивных узлов установлены с возможностью позиционирования и фиксации друг относительно друга посредством соединительных элементов.
Благодаря этому обеспечивается возможность того, что в случае повреждения одного из нагревательных узлов или, соответственно, одного из конструктивных узлов он может быть просто заменен, так как тогда необходимо только демонтировать соединительные элементы, чтобы извлечь соответствующий конструктивный узел и заменить соответственно уже приготовленным исправно работающим конструктивным узлом.
Предпочтительные усовершенствования предлагаемого изобретением нагревательного устройства для рельсовых транспортных средств указаны в зависимых пунктах формулы изобретения. В рамки изобретения попадают все комбинации, состоящие по меньшей мере из двух признаков, раскрытых в описании, пунктах формулы изобретения и/или на фигурах.
В одном из предпочтительных усовершенствований изобретения предусмотрено, что краевые профили расположены на продольных и поперечных сторонах сэндвичевой структуры. Благодаря этой конструкции создается стабильный сам по себе несущий элемент, который прост в манипулировании.
При этом особенно предпочтительно, если краевые профили выполнены в виде полых профилей, состоящих из легкого металла, в частности из алюминия. Благодаря этому вес конструктивных узлов уменьшается, что, с одной стороны, обеспечивает возможность простого демонтажа, соответственно, монтажа конструктивных узлов, а с другой стороны, уменьшает общий вес нагревательного устройства для рельсового транспортного средства.
Чтобы обеспечить возможность простого соединения между отдельными конструктивными узлами, в одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что установленные с помощью соединительного элемента краевые профили на обращенной от нагревательного узла стороне имеют приемное поперечное сечение для соединительного элемента, в которое соединительный элемент ответным приемным поперечным сечением входит с геометрическим замыканием.
Особенно предпочтительно при этом, если соединительный элемент выполнен в виде плоского конструктивного элемента, имеет длину, соответствующую длине согласованных краевых профилей, и своей верхней стороной заканчивается по меньшей мере по существу заподлицо с сэндвичевой структурой. Благодаря этому может быть получена ровная верхняя сторона конструктивных узлов, которая к тому же предотвращает скопление грязи или тому подобного.
Чтобы обеспечить возможность простого монтажа конструктивных узлов в рельсовом транспортном средстве, в одном другом предпочтительном варианте осуществления предусмотрено, что соединительный элемент включает в себя промежуточный участок, который расположен между краевыми профилями, так что между краевыми профилями образовано свободное пространство, и что соединительный элемент в области промежуточного участка снабжен по меньшей мере одним приемным элементом для крепежного элемента, которым соединительный элемент разъемно соединен с неподвижной структурой.
Чтобы выполнить требование как можно более звукоизолированной конструкции, кроме того, является предпочтительным, если краевой профиль прилегает к структуре через проложенный между ними промежуточный шумоизоляционный слой.
Рациональное и вместе с тем экономичное изготовление краевых профилей может осуществляться, если краевые профили сэндвичевой структуры на продольных и поперечных сторонах выполнены попарно, соответственно идентично и на своей верхней стороне снабжены соответственно по меньшей мере одним ступенчатым углублением для приема с геометрическим замыканием нагревательного узла, принимающего нагревательный элемент.
При этом особенно предпочтительно, если нагревательный узел выполнен слоистым и включает в себя состоящий из хорошо проводящего тепло материала, предпочтительно из алюминия, верхний покрывающий слой и нижний покрывающий слой, между которыми расположен нагревательный элемент. Благодаря этому возможно предварительное изготовление нагревательного элемента, соответственно нагревательного узла, и проверка его работоспособности, узел обладает хорошей теплопроводностью, а также прочностью и благодаря слоистой конструкции настолько стабилен, что обеспечивается возможность простой, соответственно, безопасной в отношении повреждений транспортировки нагревательного узла, так как нагревательный элемент расположен защищенно. Кроме того, поступление влаги в нагревательный узел и вместе с тем опасность повреждения нагревательного узла по меньшей мере снижается.
Кроме того, в целях изготовления с оптимальными затратами и компактной конструкции предпочтительно выполнение нагревательного элемента в виде работающего на электричестве пленочного нагревательного элемента с электрическим подключающим элементом.
Во избежание необходимости дополнительного конструктивного пространства для проводки электрического подключающего элемента предпочтительно также, чтобы электрический подключающий элемент выдавался через по меньшей мере одно сквозное отверстие краевого профиля и был расположен в полости краевого профиля.
Чтобы повысить коэффициент полезного действия нагревательного устройства и предотвратить излучение тепла в местах, которые не следует, соответственно, не обязательно отапливать, предпочтительно также, чтобы под нагревательным узлом между краевыми профилями был расположен сердцевинный слой, состоящий из плохо проводящего тепло материала.
Чтобы также обеспечить возможность компактной и стабильной конструкции сэндвичевой структуры, в одном другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что на нижней стороне сэндвичевой структуры расположена замыкающая панель.
Особенно предпочтительно предлагаемое изобретением нагревательное устройство может применяться в качестве системы отопления пола, так как благодаря своей замкнутой форме оно обеспечивает высокую стабильность при малой конструктивной высоте.
Другие преимущества, признаки и подробности изобретения содержатся в последующем описании предпочтительных примеров осуществления, а также в чертежах, на которых показано:
фиг.1 - модульный конструктивный узел для рельсовых транспортных средств с нагревательным устройством, на виде в перспективе,
фиг.2 - поперечное сечение конструктивного узла, показанного на фиг.1,
фиг.3 - продольное сечение нескольких соединенных друг с другом конструктивных узлов, показанных на фиг.1,
фиг.4 - сечение в плоскости IV-IV, указанной на фиг.3,
фиг.5 - поперечное сечение одного отдельного нагревательного устройства и
фиг.6 - поперечное сечение нагревательного устройства по аналогии с фиг.2 для пояснения расположения электрического подключающего элемента нагревательного устройства в краевом профиле.
На фиг.1 изображено нагревательного устройство 10 для рельсового транспортного средства. Нагревательное устройство 10 является составной частью модульного конструктивного узла 11, который включает в себя сэндвичевую структуру 12, служащую несущим элементом. Как видно при одновременном рассмотрении фиг.1-3, сэндвичевая структура 12 в целом состоит из четырех краевых профилей 13-16, которые образуют прямоугольную опорную раму. При этом два соответственно идентично выполненных краевых профиля 13, 14 расположены на продольных сторонах сэндвичевой структуры 12, в то время как два также соответственно идентичных краевых профиля 15, 16 расположены на поперечных сторонах сэндвичевой структуры 12. Краевые профили 13-16 состоят из легкого материала, и причем предпочтительно из алюминия, и изготовлены методом горячего прессования. Кроме того, они выполнены в виде полых профилей, причем высота H краевых профилей 15, 16 выбирается в зависимости от требования, соответственно, несущей способности конструктивного узла 11 и обычно составляет, например, от 10 до 40 мм. Как лучше всего видно на фиг.1 и 2, краевые профили 12 образуют ваннообразную форму, то есть два этих краевых профиля 13, 14 содержат выпуклые и вытянутые вверх стеновые участки 18. Краевые профили 13-16 могут быть соединены друг с другом сваркой или другим надлежащим способом соединения, например посредством винтовых соединений.
Благодаря полой конструкции краевых профилей 13-16 у каждого из краевых профилей 13, 14 в продольном направлении имеется полость 19.
С верхней стороны краевых профилей 13, 14 на обращенной от стеновых участков 18 стороне выполнено по одному ступенчатому уступу (понижению) 21.
Из фиг.3 видно, что у каждого из краевых профилей 15, 16 также имеется полость 22. По аналогии с краевыми профилями 13, 14 у краевых профилей 15, 16 с их верхней стороны на одной стороне также имеется уступ (понижение) 23. В каждом из уступов 21, 23 краевых профилей 13-16 с геометрическим замыканием помещено по одному отдельно изображенному на фиг.5 нагревательному узлу 25.
Нагревательный узел 25 имеет сэндвичевую конструкцию и включает в себя, в частности, состоящий из хорошо проводящего тепло материала, предпочтительно листового алюминия, верхний покрывающий слой 26, а также нижний покрывающий слой 27, который также состоит из алюминия. Благодаря ступенчатому исполнению (понижений) уступов 21, 23 верхний покрывающий слой 26 имеет соответственно большую длину и ширину, чем нижний покрывающий слой 27. Между верхним покрывающим слоем 26 и нижним покрывающим слоем 27 расположен также пленочный нагревательный элемент 28, ширина и длина которого помещена между длиной и шириной верхнего покрывающего слоя 26 и нижнего покрывающего слоя 27.
Известный сам по себе пленочный нагревательный элемент 28 работает на электричестве и снабжен для этого электрическим подключающим элементом 29. Когда нагревательный узел 25 установлен в уступах 21, 23 сэндвичевой структуры 12, поверхность сэндвичевой структуры 12 образует верхнюю сторону 30, как это, в частности, изображено на фиг.2 и 3.
Соединение между нагревательным узлом 25 и сэндвичевой структурой 12 осуществляется, например, путем приклеивания в уступах 21, 23, или же (не изображено) с помощью винтов в краевой области верхнего покрывающего слоя 26, который для этого снабжен соответствующими углублениями под головки винтов, чтобы обеспечить возможность получения как можно боле ровной поверхности 30 конструктивного узла 11.
Для проводки электрических подключающих элементов 29 сэндвичевая структура 12 на своих краевых профилях 13, соответственно, 14 снабжена изображенными на фиг.6 сквозными отверстиями 31, 32, что означает, что электрические подключающие элементы 29 расположены в полости 19 краевых профилей 13, 14.
В то время как замкнутая верхняя сторона 30 сэндвичевой структуры 12 образуется нагревательными узлами 25, на нижней стороне сэндвичевой структуры 12 предусмотрена также предпочтительно состоящая из алюминия нижняя замыкающая панель 34 в качестве покрывающего слоя. Промежуток между нижним покрывающим слоем 27 нагревательного узла 25 и замыкающей панелью 34 сэндвичевой структуры 12 заполнен состоящим из плохо проводящего тепло материала сердцевинным слоем 36, например, из структурированной пены, который (слой) предпочтительно расположен в прилегающем контакте с каждым из краевых профилей 13-16. Во избежание тепловых мостиков между краевыми профилями 13-16 и замыкающей панелью 34 между покрывающим слоем 34 и краевыми профилями 13-16 дополнительно расположены полосообразные, например, состоящие из полимерного материала промежуточные слои 35.
Перед непосредственным монтажом конструктивного узла 11, изображенного на фиг.6, возможно отдельное изготовление изображенного на фиг.5 нагревательного узла 25 и проверка его функций. Затем нагревательный узел 25 устанавливается на краевые профили 13-16 и сердцевинный слой 36 и склеивается с ними по большой поверхности. Электрические подключающие элементы 29 при этом проводятся через сквозные отверстия 31, 32 в краевых профилях 13, 14.
Описанный конструктивный узел 11 имеет, в частности, поперечную протяженность, адаптированную к внутренней ширине рельсового транспортного средства, и дополнительно благодаря своей модульной конструкции, например, основную длину в продольном направлении, равную, например, 80 см. Такого рода конструктивным узлом 11 можно хорошо манипулировать, т.е. он имеет вес, с которым, например, легко могут справиться один или два монтера, а также позволяет снова легко удалять конструктивный узел 11, когда он уже встроен в рельсовом транспортном средстве, из рельсового транспортного средства через имеющиеся отверстия, например двери.
В соответствии с изобретением предусмотрено, что несколько предлагаемых изобретением конструктивных узлов 11 (которые благодаря их модульной конструкции могут иметь различные или одинаковые длины) могут соединяться друг с другом. Такого рода соединение изображено в качестве примера на фиг.3. Возможность соединения между отдельными конструктивными узлами 11 обеспечивается на поперечных сторонах конструктивных узлов 11 посредством зажимных профилей 40.
В частности, также состоящие из алюминия и изготовленные методом горячего прессования зажимные профили 40 выполнены по существу плоско и включают в себя прямоугольную центральную область 41, а также две примерно треугольные краевые области 42, 43. Каждая краевая область 42, 43 взаимодействует с геометрическим замыканием с соответственно ответно выполненной краевой областью 44, которая отформована в краевом профиле 15, 16 в его продольном направлении. При этом зажимной профиль 40, соответственно, краевые области 42-44 выполнены таким образом, что при смонтированном зажимном профиле 40 верхняя сторона соединенных друг с другом конструктивных узлов 11 выполнена максимально ровно.
Как видно на фиг.3, между каждыми расположенными рядом друг с другом конструктивными узлами 11, благодаря центральной области 41 зажимного профиля 40, образовано свободное пространство 46. Это свободное пространство 46 может использоваться для крепления зажимных профилей 40 и вместе с тем конструктивных узлов 11 в рельсовом транспортном средстве. Для этого зажимной профиль 40 снабжен, например, сквозными отверстиями, которые расположены в центральной области 41. Таким образом, посредством крепежных винтов 47 зажимные профили 40 могут фиксироваться на крепежной панели 48.
Крепежная панель 48 является составной частью расположенной в рельсовом транспортном средстве неподвижной несущей конструкции 50, которая служит для прилегания конструктивных узлов 11. Проходящая в продольном направлении рельсового транспортного средства, соответственно, сэндвичевой структуры 12 несущая конструкция 50 включает в себя продольные балки 51 по существу с U-образным в поперечном сечении профилем с ровными отогнутыми краевыми полосами 52, 53. В верхней области продольная балка 51 снабжена резиновым слоем 54, который охватывает краевые полосы 52, 53 и в котором также расположена крепежная панель 48. Резиновый слой 54 служит для акустической изоляции конструктивных узлов 11 от несущей конструкции 50, соответственно от рельсового транспортного средства.
В дополнение необходимо упомянуть, что нагревательный узел 25, вместо работающего на электричестве пленочного нагревательного элемента 28, может также работать на горячей воде. При этом горячая вода, например, аналогично тому, как это происходит в жилых зданиях, может направляться по шлангам между верхним покрывающим слоем 26 и нижним покрывающим слоем.