-
Die Erfindung betrifft ein Verbundstoffbauteil, insbesondere
ein Seiten- oder Deckenverkleidungselement für ein Fahrzeug oder Flugzeug,
aus einem Schaum- und/oder
Wabenkern, wenigstens zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Kerns
mit diesem verbundenen Deckschichten und wenigstens einem in dem
Kern und/oder eine Deckschicht eingelassenen Beleuchtungsmittel.
-
In Passagierflugzeugen erfolgt die
Kabinenbeleuchtung häufig
durch Leuchtstoffröhren,
die verdeckt im Bereich der Seiten- oder Deckenverkleidungselemente
angeordnet sind. Zusätzlich
sind üblicherweise
für jeden
Sitzplatz auch individuelle Beleuchtungsmittel vorgesehen, die zusammen
mit Schaltelementen, Sicherheitselementen, wie einer Sauerstoffmaske
oder dgl., und Anzeigeelementen in einer Serviceeinheit zusammengefasst
sein können. Eine
derartige Serviceeinheit ist bspw. aus der
DE 199 26 782 A1 bekannt.
-
In der
DE 196 10 138 C2 wird ein
Leselampensystem für
ein Passagierflugzeug vorgeschlagen, bei welchem jedem Passagiersitz
eine Leselampe zugeordnet ist. Das bekannte System besteht aus einer
Kaltlichtlampe als Lichtquelle, an die mittels einer Auskopplungsoptik über mehrere
Lichtwellenleiter eine Vielzahl von Leselampen angeschlossen ist.
-
Sowohl die Innenbeleuchtung einer
Passagierflugzeugkabine mittels Leuchtstoffröhren als auch die individuelle
Beleuchtung eines Passagiersitzplatzes mittels einer Leselampe eignen
sich nur in geringem Umfang für
die Erzeugung einer bspw. für die
Fluggesellschaften individuellen Beleuchtung, die auch der Unterhaltung
der Passagiere oder der Schaffung einer angenehmen Atmosphäre in der Flugzeugkabine
dienen kann.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, ein Verbundstoffbauteil der eingangs genannten Art
bereit zu stellen, welches bei geringen Herstellkosten und möglichst
minimalem Gewicht eine individuelle Integration von Beleuchtungsmitteln
ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen
dadurch gelöst,
dass in dem Kern und wenigstens einer kabinenseitigen Deckschicht
mehrere Durchgangsbohrungen und auf dem Kern und/oder in einer rückseitigen
Deckschicht mehrere Nuten vorgesehen sind, wobei in den Durchgangsbohrungen
und den Nuten Lichtwellenleiter eingebracht sind, die an einer auf
der rückseitigen
Deckschicht angeordnete Lichtquelle angeschlossen sind. Durch die
Lichtwellenleiter können
ausgehend von einer einzigen Lichtquelle viele Lichtpunkte auf der kabinenseitigen
Deckschicht des Verbundstoffbauteils geschaffen werden. Da die Lichtwellenleiter
in den Durchgangsbohrungen und den Nuten aufgenommen sind, treten
keine losen Kabel oder Lichtwellenleiter auf, die störend wirken
können.
Die Definition der Deckschichten des Verbundstoffbauteils als kabinenseitige
bzw. rückseitige
Deckschicht ist vorliegend lediglich zur besseren Unterscheidbarkeit der
Deckschichten gewählt.
Selbstverständlich
ist es, falls dies der Anwendungszweck erfordern sollte, auch möglich, die
Lichtquelle auf der einer Kabine zugewandten Seite des Verbundstoffbauteils
anzuordnen, während
die Durchgangsbohrungen, in welchen die Lichtwellenleiter angeordnet
sind, in die gegenüberliegende
rückseitige
Deckschicht eingebracht sind.
-
Da der Wirkungsgrad von Glühlampen
auch bei der Verwendung von Halogenlampen vergleichsweise niedrig
ist, ist die Lichtquelle gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung durch wenigstens eine Leuchtdiode gebildet. Durch
die Verwendung einer derartigen Kaltlichtlampe als Lichtquelle können zudem
die teilweise erforderlichen aufwendigen Kühlmaßnahmen entfallen, da Leuchtdioden
nur einen vergleichsweise geringen Energieanteil als Verlustwärme abstrahlen.
-
Um die Bewegung der Lichtwellenleiter
innerhalb des Verbundstoffbauteils weitgehend zu beschränken, sind
die Lichtquelle auf der rückseitigen Deckschicht
sowie die Lichtwellenleiter in den Durchgangsbohrungen und/oder
den Nuten fixiert. Lose Lichtwellenleiter, die zu Klappergeräuschen oder
Beschädigungen
führen
können,
werden auf diese Weise vermieden.
-
Wenn die Lichtquelle über einen
Kabelstrang und eine Verbindungseinheit, insbesondere einen Stecker,
lösbar
mit einer Energiequelle und/oder einem Steuergerät verbindbar ist, ist das erfindungsgemäße Verbundstoffbauteil
leicht montierbar und demontierbar. So ist es ausreichend, lediglich
einen kleinen Stecker zu lösen,
um das Verbundstoffbauteil mit den integrierten Beleuchtungsmitteln
von der Energiezufuhr und -steuerung zu trennen. Auf diese Weise
können
bspw. über
einen sechspoligen Stecker Leuchtdioden dimmbar, flackernd und für eine konstante
Hintergrundbeleuchtung angesteuert werden, so dass eine Vielzahl
von Lichteffekten mit dem erfindungsgemäßen Verbundstoffbauteil erzielbar sind.
-
Die Lichtwellenleiter weisen bspw.
PMMA- und/oder Glasfasern auf. Da PMMA-Fasern nicht wie Glasfasern mit einer
Ummantelung versehen sind und diese sich auch besser schneiden lassen,
wird der Einsatz von PMMA-Fasern, bspw. mit einer Dicke von 0,75
mm bis 1,5 mm, für
die Lichtwellenleiter bevorzugt.
-
Um kabinenseitig ein möglichst
ansprechendes Erscheinungsbild des Verbundstoffbauteils zu erzielen,
sollten die Lichtwellenleiter nicht oder nicht wesentlich aus der
kabinenseitigen Deckschicht hinausragen. Damit sind die Lichtwellenleiter
bei ausgeschalteter Lichtquelle kaum wahrnehmbar.
-
Wenn die Durchgangsbohrungen einen
Innendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser
der Lichtwellenleiter entspricht, lassen sich die Lichtwellenleiter
auch ohne Verwendung eines Klebstoffes oder dgl. in den Durchgangsbohrungen
fixieren.
-
Alternativ hierzu können die
Durchgangsbohrungen in dem Kern einen größeren Durchmesser als in der
kabinenseitigen Deckschicht aufweisen, wobei zur Aufnahme und Fixierung
der Lichtwellenleiter in den Kern kabinenseitig eine Hülse eingelassen
sein kann. Diese Alternative ist zwar in der Herstellung kostenintensiver,
erlaubt jedoch eine besonders sichere Fixierung der Lichtwellenleiter
in dem erfindungsgemäßen Verbundstoffbauteil.
-
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist
es vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen in dem Kern und der
kabinenseitigen Deckschicht nach einem geometrischen Muster oder
Sternbilder oder dgl. nachbildend angeordnet sind. So kann bspw.
das Logo einer Fluggesellschaft am Kabinenhimmel durch Lichtpunkte
dargestellt werden.
-
Das erfindungsgemäße Verbundstoffbauteil kann
vorzugsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, welches die
folgenden Schritte aufweist: Zunächst
wird die kabinenseitige Deckschicht mit einem Schaum- und/oder Wabenkern
verbunden und in eine geeignete Form gebracht. Darauffolgend werden
in den Kern und die kabinenseitige Deckschicht mehrere Durchgangsbohrungen
und in die der kabinenseitigen Deckschicht abgewandte Seite des Kerns
mehrere Nuten eingebracht. In die Durchgangsbohrungen und Nuten
können
dann Lichtwellenleiter eingesetzt werden. Anschließend wird
eine rückseitige
Deckschicht mit dem Kern verbunden und die Lichtwellenleiter können an
eine Lichtquelle angeschlossen werden.
-
Dieses Verfahren zur Herstellung
eines Verbundstoffbauteils unterscheidet sich damit von der sonst üblichen
Herstellung eines Sandwich-Bauteils dadurch, dass nicht zunächst beide
Deckschichten auf dem Kern aufgebracht und dieser Verbund in eine geeignete
Form gepresst wird, sondern dass zunächst lediglich eine Deckschicht
mit dem Kernmaterial verbunden wird. Hierdurch ist es möglich, die Lichtwellenleiter
in die in dem Kern ausgebildeten Nuten und Durchgangsbohrungen einzulegen
und die Nuten durch die zweite Deckschicht zu verschließen. Dies
hat zur Folge, dass die zweite Deckschicht nicht durch Durchgangsbohrungen
oder dgl. geschwächt
wird, wodurch die Tragfähigkeit
der gesamten Struktur verringert würde. Zudem lassen sich die Lichtwellenleiter
auf diese Weise besonders gut in dem Verbundstoffbauteil fixieren.
-
In Weiterbildung dieses Gedankens
können die
Lichtwellenleiter zumindest in den Nuten zusätzlich durch Verspachteln und/oder
Verkleben fixiert werden. Auch hierdurch kann die mechanische Belastbarkeit
des Verbundstoffbauteils gesteigert werden.
-
Um auf der einer Kabine oder dgl.
zugewandten Seite ein ansprechendes Erscheinungsbild des Verbundstoffbauteils
zu erzielen, ist die kabinenseitige Deckschicht auf ihrer dem Kern
abgewandten Seite vorzugsweise mit einer Beschichtung versehen.
Dies kann bspw. eine Dekorfolie sein, die auf die kabinenseitige
Deckschicht aufgeklebt wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch
möglich,
die kabinenseitige Deckschicht zu lackieren.
-
Wenn die Lichtwellenleiter vor dem
Auftragen der Beschichtung so in die Durchgangsbohrungen eingesetzt
werden, dass die Lichtwellenleiter kabinenseitig aus dem Kern und
der Deckschicht herausragen, kann nach dem Einsetzen der Lichtwellenleiter
eine Lackierung oder dgl. Beschichtung auf die Deckschicht aufgetragen
werden. Dabei werden auch die aus der Deckschicht herausragenden
Enden der Lichtwellenleiter mitlackiert. Nach dem Aushärten der
Beschich tung können
die Lichtwellenleiter dann derart zugeschnitten werden, dass diese
nicht oder nicht wesentlich aus der kabinenseitigen Deckschicht
herausragen. Damit sind die Enden der Lichtwellenleiter bei ausgeschalteter
Lichtquelle kaum wahrnehmbar.
-
Alternativ hierzu ist es jedoch auch
möglich, dass
die Durchgangsbohrungen erst nach dem Aufbringen der Beschichtung
in die kabinenseitige Deckschicht eingebracht werden oder dass die
ggf. durch die Beschichtung verschlossenen Durchgangsbohrungen vor
dem Einlegen der Lichtwellenleiter wieder geöffnet werden.
-
Um die Lichtwellenleiter nicht zu
beschädigen,
wird es bevorzugt, wenn die nach dem Einbringen der Lichtwellenleiter
auf den Kern aufgebrachte, rückseitige
Deckschicht bspw. aus einem Duoplast besteht, der bei Temperaturen
unter 150°C
aushärtbar
und formbar ist. Insbesondere beim Einsatz von PMMA-Fasern als Lichtwellenleiter
kann die rückseitige
Deckschicht kalt aushärtend
sein, um die Lichtwellenleiter nicht zu beschädigen. In jedem Fall sollte die
Temperatur nicht Werte übersteigen,
bei denen Beschädigungen
der Lichtleiter-Fasern
oder der Ummantelung der Fasern z.B. durch Schrumpfung oder Versprödung eintreten.
-
Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich
mehrere Lichtwellenleiter in das Verbundstoffbauteil integrieren.
So können
bspw. etwa 50 bis 150 Lichtwellenleiter in einem Verbundstoffbauteil,
das die Größe eines
herkömmlichen
Innenverkleidungspaneels für
Passagierflugzeuge aufweist, untergebracht werden. Die Lichtwellenleiter
verlaufen dabei von ihrem Austrittspunkt in der kabinenseitigen
Deckschicht zu der Lichtquelle, wobei sie zumindest in der Nähe der Lichtquelle
zu einem Lichtwellenstrang (Faserbündel) zusammengefasst sein
können.
Zur Sicherung der Lichtwellenleiter können einzelne Lichtwellenleiter
oder der Lichtwellenleiterstrang bspw. mit einer Ummantelung versehen
sein.
-
Eine derartige Ummantelung kann z.B.
mit Megolon oder mit Gewebeschlauch erfolgen.
-
Zusätzlich zu der auf der rückseitigen
Deckschicht montierten Lichtquelle, die mit den Lichtwellenleitern
verbunden ist, können
kabinenseitig weitere Lichtquellen in und/oder an dem Verbundstoffbauteil
vorgesehen sein. So können
bspw. einzelne Leuchtdioden in die kabinenseitige Deckschicht integriert
sein, um zusätzliche
Lichteffekte zu erzeugen.
-
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
-
Es zeigen schematisch:
-
1 den
Vorgang der Formgebung und Verbindung einer kabinenseitigen Deckschicht
mit einem Kern,
-
2 einen
Kern mit darin eingebrachten Lichtwellenleitern und
-
3 eine
Ansicht einer rückseitigen
Deckschicht eines erfindungsgemäßen Verbundstoffbauteils.
-
Das in den Figuren dargestellte Verbundstoffbauteil 1 weist
einen Sandwich-Aufbau
mit einem Wabenkern 2 und auf einander gegenüberliegenden Seiten
des Kerns 2 angeordneten Deckschichten 3 bzw.
4 auf. Die in den Figuren untere Deckschicht 3 kann bei
Verwendung des Verbundstoffbauteils 1 als Verklei dungselement
in einem Flugzeug oder Fahrzeug bspw. einer Passagierkabine zugewandt
sein.
-
Wie durch die Pfeile in 1 angedeutet, wird das Verbundstoffbauteil 1 dadurch
hergestellt, dass die kabinenseitige Deckschicht 3 sowie
der Kern 2 auf einem schematisch angedeuteten Formkörper 5 miteinander
verbunden und in eine geeignete Form gebracht werden. Dies kann
unter Druck und/oder Temperaturbeaufschlagung erfolgen.
-
In das zunächst nur aus der kabinenseitigen Deckschicht
und dem Kern bestehende Verbundstoffbauteil werden dann, wie in 2 angedeutet, Durchgangsbohrungen 6 eingebracht,
in welche Lichtwellenleiter 7 einführbar sind. In die der kabinenseitigen
Deckschicht 3 abgewandten Seite des Kerns 2 werden
zudem Nuten 8 gefräst
oder geschnitten, in welche die Lichtwellenleiter 7 einlegbar
sind. Der Kern 2 kann darauffolgend auf der der kabinenseitigen
Deckschicht abgewandten Seite durch die rückseitige Deckschicht 4 verschlossen
werden. Zuvor können
die Lichtwellenleiter 7 in den Durchgangsbohrungen 6 und/oder
in den Nuten 8 durch eine Verklebung oder dgl. fixiert
werden.
-
In einem Verbundstoffbauteil 1,
das als Verkleidungselement für
eine Flugzeugkabine oder dgl. dient, sind bspw. etwa 50 bis 150
Durchgangsbohrungen 6 vorgesehen, in welche jeweils ein
Lichtwellenleiter 7 eingebracht ist. Die Lichtwellenleiter 7 werden
zu einem oder einigen wenigen Lichtwellenleitersträngen 9 gebündelt, die
durch eine oder einige wenige Öffnungen 10 in
der rückseitigen
Deckschicht 4 durchgeführt
werden.
-
Die Lichtwellenleiter 7 sind
in an sich bekannter Weise z.B. mittels einer Auskopplungsoptik mit
einer Lichtquelle 11 verbunden, die in der gezeigten Ausführungsform
durch eine Leuchtdiodenanordnung gebildet ist. Die Lichtquelle 11 ist
auf der rückseitigen
Deckschicht 4 fixiert. Zum Anschluss an eine Energiequelle und/oder
ein Steuerungsgerät
ist die Lichtquelle 11 mit Kabeln 12 und einer
geeigneten Anschlusseinrichtung 13 versehen.
-
Wie in 3 gezeigt,
können
zusätzlich
zu der Lichtquelle 11 mit den Lichtwellenleitern 7 weitere Lichtquellen 14 in
dem Verbundstoffbauteil 1 vorgesehen sein, die bspw. ebenfalls
durch Leuchtdioden gebildet sind. Die weiteren Lichtquellen 14 sind
in der gezeigten Ausführungsform über Kabel 15 ebenfalls mit
dem Anschlusselement 13 zur Verbindung mit einer Energiequelle
und/oder einem Steuergerät
verbunden.
-
- 1
- Verbundstoffbauteil
- 2
- Kern
- 3
- kabinenseitige
Deckschicht
- 4
- rückseitige
Deckschicht
- 5
- Formkörper
- 6
- Durchgangsbohrung
- 7
- Lichtwellenleiter
- 8
- Nut
- 9
- Lichtwellenleiterstrang
- 10
- Öffnung
- 11
- Lichtquelle
- 12
- Kabel
- 13
- Anschlusselement
- 14
- Lichtquelle
- 15
- Kabel