ITRM20110083U1 - Piastra per la costruzione di carrelli per aeroplani - Google Patents

Description

PIASTRA PER LA COSTRUZIONE DI CARRELLI PORTAVIVANDE PER AEREI

Scopo dell’invenzione

La presente invenzione è diretta ad una piastra per la costruzione di carrelli portavivande per aerei che incorpora un materiale espanso caratterizzato dal fatto di incorporare in almeno una regione una zona irrigidita densificando detto materiale espanso.

Uno scopo di questa invenzione è anche il metodo per fabbricare un carrello portavivande per aerei utilizzando un materiale espanso. L’utilizzo di questo materiale espanso permette di ottenere un carrello che soddisfa le richieste strutturali, tra le altre richieste dalle autorità aeronautiche, densificando e/o rinforzando determinate zone; inoltre permette di aumentare la capacità interna del carrello portavivande tra il 5% e il 20% e dello spazio disponibile nella parte esterna superiore fino al 9%. Come fattore aggiuntivo, il suo peso viene anche ridotto tra il 30% e il 65%, rispetto ai carrelli portavivande esistenti oggi sul mercato, secondo la densità del materiale espanso utilizzato, le zone di densità più elevata e/o i rinforzo introdotto nelle parti che lo formano o lo richiedono.

Fondamento dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ai carrelli portavivande utilizzati principalmente negli aerei e in altri mezzi di trasporto. Attualmente questi carrelli sono fabbricati con singoli pannelli tipo sandwich uniti uno all’altro tramite rivetti, adesivi, viti o una loro combinazione. Un tipico pannello a sandwich ha una struttura a tre strati. Le due superfici rigide esterne, con un modulo di elasticità relativamente alto (normalmente fabbricati in alluminio o acciaio), sono mantenute ad una certa distanza, separate da una parte centrale in un materiale espanso. La parte centrale agisce anche da strato isolante per il calore, questo isolamento essendo dipendente dalla densità impiegata, essendo tanto più ridotto quanto più aumenta quest’ultima.

Questi pannelli di solito sono sottili, i pannelli esterni in alluminio o acciaio essendo ognuno tra 0,2 mm e 0,6 mm e la schiuma della parte interna di solito ha uno spessore generalmente tra 8 mm e 11 mm. Se la densità della schiuma di isolamento viene aumentata ed al complesso vengono aggiunti profilati metallici, le proprietà meccaniche della piastra vengono migliorate, ma l’efficienza dell’isolamento termico interno peggiora in quanto, per fornire la parte interna di maggiore solidità viene aumentata la densità della schiuma, il che si traduce in una diminuzione dell’isolamento.

Parimenti, l’utilizzo di questi pannelli a sandwich o di altri pannelli esistenti nello stato della tecnica, come ad esempio e tra gli altri: sandwich con una parte interna composita di schiuma a nido d’ape, in combinazione con i sistemi di frenatura utilizzati dagli attuali carrelli portavivande, posizionato in corrispondenza della base di questi ultimi ed il sistema per raffreddare il contenuto del carrello portavivande tramite vaschette contenenti una sorgente fredda, che vengono introdotte nella parte alta del carrello portavivande da entrambi i lati, parallelamente alla base, impediscono l’aumento dello spazio di caricamento interno del carrello e quindi impediscono il miglioramento della sua stabilità.

Nel trasporto aereo di passeggeri o di merci, un fattore determinante per migliorare i costi operativi è la riduzione del peso delle apparecchiature che appartengono all’aereo, cioè il peso dell’aeroplano senza passeggeri deve essere il più ridotto possibile. Ogni chilogrammo che viene ridotto in un aereo rispetto al peso con le apparecchiature iniziali significa un risparmio annuale dei costi operativi di $350.

Questo significa che in un aereo come un A-380 (un modello della società Airbus©), applicando una riduzione di peso ad esempio di 14 kg ai suoi 100 carrelli portavivande, si avrebbe un risparmio approssimativo di 1400 chilogrammi, il che implica un risparmio dei costi operativi annui di quell’aereo di 490.000 dollari per la compagnia.

La presente invenzione stabilisce un nuovo modo per formare una piastra per la costruzione di un carrello portavivande per aerei, con un peso molto ridotto ed una capacità interna più elevata; nonché mezzi per fabbricare un carrello portavivande fabbricato in materiale espanso ma che soddisfa le necessarie esigenze di robustezza. Inoltre, la piastra e questo carrello portavivande hanno il vantaggio di essere formati in un materiale elastico e non rigido come l’alluminio e i suoi profilati, evitando lesioni ai membri dell’equipaggio mentre maneggiano queste apparecchiature e possibili danni ai pannelli e/o paratie dell’aeroplano in una situazione di impatto violento di queste apparecchiature contro di essi. Tecnicamente, il materiale assorbe completamente l’impatto e recupera nuovamente in gran parte la sua forma subito dopo, cosa che non si verifica nei carrelli portavivande esistenti.

Descrizione dell’invenzione

La presente invenzione è costituita da una piastra comprendente un materiale espanso, come il polietilene espanso, il polistirene espanso, o il poliuretano espanso, ad esempio, l’esempio preferito di utilizzo essendo il polipropilene espanso. L’utilizzo di materiali espansi ovviamente permette di ridurre il peso e la sua flessibilità permette di assorbire gli impatti, impedendo all’equipaggio di ferirsi ed evitando di danneggiare le paratie o l’arredamento dell’aereo.

L’utilizzo di questi materiali espansi che non hanno la robustezza di materiali come l’alluminio. La piastra dell’invenzione è caratterizzata dal fatto di comprendere una regione in cui, secondo la sua struttura in sezione, mostra una zona di densità più elevata in almeno una delle sue facce. Questa zona di densità più elevata aumenta i valori delle proprietà meccaniche come la robustezza o la durezza superficiale senza che il peso complessivo della piastra aumenti considerevolmente. Gli sforzi locali generati dall’interazione con un elemento che trasmette un impatto in questa zona densificata con maggiore robustezza sono distribuiti sul corpo della piastra secondo valori che sono ammissibili per il materiale espanso. Il risultato è un prodotto con un peso ridotto, che inoltre fornisce nuove prospettive per incorporare e progettare nuovi sistemi, che sono stati impossibili da realizzare finora in questa apparecchiatura, oltre ad una elevata elasticità, in quanto permette la sollecitazione esterna per il suo utilizzo nella costruzione di carrelli portavivande per aerei.

Vi sono forme di realizzazione particolari di questo tipo di piastra secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 7, in cui queste forme di realizzazione sono considerate integrate in questa descrizione per riferimento.

In particolare, un carrello portavivande formato da una piastra come stabilito nelle rivendicazioni dipendenti 8 e 9 è anche considerato essere integrato per riferimento in questa descrizione.

E’ anche scopo di questa invenzione un metodo per fabbricare un carrello portavivande utilizzando un materiale espanso. Secondo il metodo, si ottiene il corpo del carrello portavivande formato principalmente dalla base inferiore, dalla base superiore e da pareti laterali più larghe. Gli sportelli incernierati possono essere incorporati successivamente.

Il corpo di questo carrello portavivande viene ottenuto secondo i seguenti passi:

iniezione di un materiale espanso in uno stampo, creando una parte la cui forma è tale che:

o corrisponde al semi-corpo del carrello portavivande; e,

o unendo due delle parti si ottiene il corpo completo.

La fabbricazione tramite iniezione non permette di ottenere parti con una configurazione tale da impedire la loro uscita dallo stampo a meno che si utilizzino stantuffi retraibili che complicano considerevolmente ed aumentano il costo della costruzione dello stampo. L’invenzione propone l’alternativa di iniettare un semi-corpo, questo semi-corpo essendo tale che la sua configurazione permette di ottenere l’intero corpo unendo due semi-corpi. L’iniezione di ogni semi-corpo è realizzabile e più semplice.

Parimenti, all’interno dello stampo, prima dell’iniezione, del successivo riscaldamento e compressione del materiale, opzionalmente è possibile incorporare una lamina sottile di un materiale come alluminio, plastica, acciaio, che sarebbe la parte centrale del pannello, invisibile dall’esterno, risultando visivamente in una singola parte con rigidità strutturale più elevata.

Parimenti, zone specifiche del materiale con densità o rigidità più elevata possono anche essere ottenute fornendo il procedimento di iniezione e/o stampaggio di mezzi fisici adatti per ottenere “punti o zone con compressione più elevata”.

accoppiamento delle due parti ottenute nel passo precedente per configurare l’intero corpo,

La successiva unione delle due parti crea l’intero corpo secondo la configurazione finale. E’ possibile incorporare elementi aggiuntivi come forme di realizzazione particolari dell’invenzione, ad esempio, aggiungendo rinforzi metallici nei bordi, negli angoli del carrello portavivande, oppure chiudendo il corpo principale tramite sportelli costruiti anch’essi tramite iniezione in materiale espanso o altri materiali. unione delle due parti nelle superfici di accoppiamento.

Nelle forme di realizzazione, si utilizza il collegamento tramite ultrasuoni, fusione o adesione in quanto è adatto per creare un corpo singolo dalle due metà.

In particolare, l’incorporazione di una lamina metallica o di plastica prima o durante il passo di iniettare il materiale espanso, in modo tale che detta lamina sia disposta all’interno della piastra, rinforzandola e aumentando la sua robustezza, è considerata essere interessante. Parimenti, anche prima o durante il passo di iniettare il materiale espanso, è possibile incorporare un dispositivo di identificazione RFID. L’utilizzo di un materiale espanso significa che non c’è attenuazione del segnale scambiato con il dispositivo di identificazione RFID.

L’utilizzo di materiali espansi, oltre a fornire leggerezza ed un eccellente isolamento termico, in questo caso aggiunge vantaggi come la possibilità di aumentare la capacità interna ed il carico dell’apparecchiatura tra il 5% e il 20%, abbassando il suo centro di gravità e quindi migliorando la stabilità generale di questa apparecchiatura e riducendo la possibilità di capovolgimento, oltre ad ottenere altro spazio aggiuntivo extra fino al 9% nella parte superiore dell’apparecchiatura.

Tutto ciò può essere permesso dal complesso in questa apparecchiatura di un sistema di frenatura azionato dalla parte superiore, per cui le ruote vengono spostate verso gli angoli della base inferiore, ottenendo come risultato una base più larga per supportare il carrello portavivande.

Un altro sistema che può essere integrato per la presenza di questo materiale e per lo spazio aggiuntivo è un sistema esterno di identificazione (RFID), in quanto, dato che non è metallico, l’attenuazione del segnale e l’interferenza scompaiono.

Descrizione dei disegni

Queste e altre caratteristiche e vantaggi saranno mostrate più chiaramente dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, fornita solo a titolo illustrativo e non limitativo, con riferimento alle figure allegate.

Figura 1. Questa figura mostra un esempio di piastra di quelle usate nello stato della tecnica per la costruzione di carrelli portavivande.

Figura 2. Questa figura mostra la sezione di una piastra secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione comprendente un corpo espanso ed in cui vi è una zona con densità più elevata.

Figura 3. Questa figura mostra una seconda forma di realizzazione in cui la regione con densità più elevata si estende lungo una delle facce della piastra.

Figura 4. Questa figura mostra la forma di realizzazione precedente in cui è incorporata una lamina protettiva aggiuntiva.

Figura 5. Questa figura mostra una forma di realizzazione dell’invenzione in cui la regione con densità più elevata, e dunque con robustezza più elevata, permette di supportare un vassoio.

Figura 6. Questa figura mostra una forma di realizzazione di un carrello portavivande in cui il suo corpo principale è iniettato secondo due parti che sono riunite attraverso il piano P.

Figure 7 e 8. Queste figure mostrano schematicamente le due parti che, tramite il loro collegamento, creano il corpo principale.

Figure da 9 a 11. Queste figure mostrano le forme di realizzazione preferite corrispondenti allo schema illustrato nelle figure 7 e 8.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La figura 1 mostra una piastra come quelle utilizzate nello stato della tecnica per la costruzione di un carrello portavivande per aerei. Dalla piastra, la stessa figura 1 mostra una freccia di larghezza crescente che indica che sarà mostrato un dettaglio della struttura della piastra secondo la sezione. Questa struttura secondo la sezione è rappresentata schematicamente nel dettaglio in basso a destra. La struttura è formata da due lamine di alluminio (A) separate da una parte centrale espansa (F).

Le due lamine di alluminio (A) conferiscono robustezza al pannello (1); e la parte centrale leggera (F) può avere densità differenti. Densità tra 50 g/l e 150 g/l sono considerate essere adatte.

Inoltre, questa stessa figura 1 mostra in una delle facce la presenza di un’altra lamina di alluminio incassata, che ha linee sporgenti che forniscono supporto ai vassoi quando questa faccia è disposta nella parete più larga del carrello portavivande.

Sebbene questa piastra sia conforme alla sua funzione dal punto di vista della robustezza, il suo peso è elevato. Inoltre, dal punto di vista dell’isolamento termico, la sua prestazione è scadente in quanto è unita alla parte esterna tramite profilati metallici, perdendo così la temperatura interna più rapidamente. Parimenti, quando il carrello portavivande riceve un qualunque urto sui lati che non sono protetti dai profilati metallici, la piastra si deforma e la schiuma rigida interna si frattura, il che provoca un’ulteriore diminuzione dell’isolamento termico. La rigidità della sua superficie esterna può causare lesioni quando, ad esempio, con lo scuotimento tipico di un volo turbolento un membro dell’equipaggio ne viene colpito, oppure i piedi o le dita di tale membro dell’equipaggio sono feriti quando si cerca di azionare i freni posizionati in corrispondenza della base del carrello portavivande. Possono verificarsi anche danni nella cabina passeggeri quando il carrello portavivande viene azionato e urta contro le paratie o elementi all’interno dell’aereo.

La figura 2 mostra una forma di realizzazione dell’invenzione in cui la piastra (1) è formata da un materiale espanso (F) che ha una regione (R) di densità più elevata. Questa regione (R) con densità più elevata permette di ricevere sollecitazioni esterne che, ad esempio, causano considerevoli sollecitazioni locali che il corpo di materiale espanso (F) non sopporterebbe, senza aumentare considerevolmente il peso complessivo della piastra (1).

La regione (R) con densità più elevata è almeno in una delle facce della piastra (1) e, come mostrato in figura 3, un’intera faccia (1.1) può essere irrigidita poiché comprende la zona con densità più elevata, offrendo in questa stessa faccia irrigidita (1.1) la resistenza più elevata contro danni dovuti ad impatti.

Secondo un’altra forma di realizzazione, la faccia irrigidita (1.1) è protetta da una lamina (2), come mostrato in figura 4. Quando questa lamina (2) è resistente alle forature o alle graffiature, l’intera piastra (1) è protetta contro le forature, e insieme alla presenza della regione (R) con densità più elevata, è stato verificato che i danni dovuti ad urti, anche quando l’elemento che colpisce è appuntito, vengono assorbiti completamente. I danni dovuti all’azione di una forte pressione localizzata da parte di un elemento robusto sono evitati dalla lamina che evita la penetrazione; e la prestazione della schiuma assorbe in un’ampia regione l’energia dell’impatto favorita dalla distribuzione causata dalla regione (R) con densità più elevata.

La lamina (2) può essere incorporata e fissata dal calore. L’applicazione del calore sulla superficie espansa della piastra (1) è uno dei modi possibili per ottenere la densificazione in una determinata regione (R). Quando la lamina è fissata tramite il calore (2), è possibile unire la lamina (2) e densificare il materiale nella regione (R) simultaneamente. Un altro modo per ottenere la densificazione del materiale è quello di esercitare una pressione oppure combinare l’applicazione di calore e pressione.

La figura 5 mostra un’altra forma di realizzazione in cui la regione (R) con densità più elevata coincide con una sporgenza. In questa forma di realizzazione, la sporgenza è prolungata nella direzione perpendicolare al piano di sezione della sezione, creando un supporto adatto per i vassoi (3). In questo caso, lo sforzo localizzato o la sollecitazione esterna è dovuta al bordo del vassoio che appoggia il suo peso su questa sporgenza. La densificazione favorisce l’aumento della robustezza e la distribuzione degli sforzi su una regione di influenza più estesa. La presenza aggiuntiva di una lamina secondo la figura 4 permette inoltre di minimizzare, ad esempio, i possibili danni che il bordo del vassoio (3) può causare durante l’inserimento o la rimozione.

In questa stessa figura 5, è stato incorporato un rinforzo interno che è formato dalla presenza di una lamina metallica o di plastica (L) che è posizionata internamente, centrata o no, e che può essere incorporata prima oppure durante la fase di iniezione del materiale espanso (F).

La figura 6 mostra un esempio del corpo di un carrello portavivande (C) per aerei formato da una base inferiore e da una base superiore, entrambe collegate lateralmente da due pareti più larghe. Questo corpo principale (C) può conseguentemente incorporare sportelli su entrambi i lati più piccoli che permettono l’accesso all’interno. La figura 6 non mostra dettagli costruttivi come le ruote, gli elementi di frenatura e altri allo scopo di mostrare solo i dettagli costruttivi del corpo (C).

Questo corpo del carrello portavivande (C) mostra una simmetria rispetto al piano P tale che è possibile fabbricare tramite iniezioni due metà B1e B2, in cui B2è la parte B1risultante da una semplice rotazione. Con questa configurazione, è necessario fabbricare solo una metà, facilitando ulteriormente la produzione e i compiti di stampaggio.

In questa forma di realizzazione, ciascuna delle metà (C1, C2) è unita dopo l’operazione di iniezione tramite ultrasuoni, fusione, taglio oppure tramite adesione attraverso le superfici che sono a contatto (U), ottenendo un corpo monopezzo. Opzionalmente, è possibile incorporare elementi di rinforzo come profilati nei bordi che aumentano la robustezza del complesso.

Le figure 9 e 10 mostrano le due metà (C1, C2) secondo la forma di realizzazione preferita di figura 6. Entrambe le metà sono identiche tranne che, come mostrato in figura 10, una di esse è ruotata di 180 gradi in modo che entrambe le metà siano rivolte una verso l’altra.

Queste stesse sezioni mostrano dettagli come i supporti formati dalle sporgenze nelle regioni (R) con densità più elevata che permettono di supportare elementi di immagazzinaggio come i vassoi per servire pasti e bevande.

Sono inoltre mostrate due cavità (A) posizionate sotto il piano orizzontale inferiore corrispondente all’ultimo supporto per i vassoi. Queste cavità permettono il magazzinaggio aggiuntivo ad un’altezza che abbassa il centro di gravità del carrello portavivande.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Piastra (1) comprendente un materiale espanso (F) e caratterizzata dal fatto di comprendere una regione (R) in cui, secondo la sua struttura in sezione, ha una zona con densità più elevata in almeno una delle sue facce. 2.- Piastra (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la regione (R) si estende sull’intera piastra (1). 3.- Piastra (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che nella superficie corrispondente alla faccia in cui ha una zona con densità più elevata comprende un elemento laminare plastico (2). 4.- Piastra (1) secondo le rivendicazioni 1 e 3, caratterizzata dal fatto che la zona con densità più elevata è il risultato dell’unione dell’elemento laminare plastico (2) tramite calore. 5.- Piastra (1) secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che la schiuma (F) è tra i seguenti materiali: polipropilene espanso, polietilene espanso, poliuretano espanso, polistirene espanso. 6.- Piastra (1) secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che la schiuma (F) è rinforzata con una lamina in metallo o plastica interna. 7.- Piastra (1) secondo qualunque delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che la schiuma (F) incorpora un dispositivo di identificazione (RFID). 8.- Corpo di carrello portavivande per aerei formato da una piastra secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7. 9.- Corpo del carrello (C) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto corpo (C) è formato unendo le piastre (1) secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7.