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Dokumentenidentifikation DE202006009620U1 16.11.2006
Titel Vakuum-Isolationsplatte
Anmelder Wedi, Stephan, 48282 Emsdetten, DE
Vertreter Dr. Hoffmeister & Tarvenkorn, 48147 Münster
DE-Aktenzeichen 202006009620
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 16.11.2006
Registration date 12.10.2006
Application date from patent application 20.06.2006
IPC-Hauptklasse F16L 59/02(2006.01)A, F, I, 20060620, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04B 1/80(2006.01)A, L, I, 20060620, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Isolationsplatte gemäß dem vorgelegten Schutzanspruch 1.

Vakuum-Isolationsplatten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie bestehen in der Regel aus mikroporöser Kieselsäure, die in Plattenform gepresst und von einer gas- und wasserdampfdichten Kunststoff-Folie umhüllt ist. Die Platte wird dann evakuiert und verschlossen und kann für die verschiedensten Dämmungszwecke eingesetzt werden, so zum Beispiel für die Isolierung von Fußböden oder Häuserfassaden. Solche Vakuumisolationspaneele sind zum Beispiel aus der DE 10 2004 050 549 bekannt.

Solche Vakuum-Isolationsplatten sind auch unter dem Begriff Vakuumisolationspaneele bekannt, und zeichnen sich durch eine sehr gute Dämmwirkung bei geringer Materialstärke aus. Sie sind daher auch dort anwendbar, wo klassische Isolationsplatten aufgrund ihrer Materialstärke nicht einsetzbar sind, zum Beispiel bei Fußbodenaufbauten, oder in solchen Einsatzbereichen, in denen das Nutzvolumen eines Behälters möglichst wenig beeinträchtigt werden soll, zum Beispiel bei Kühlfahrzeugen.

Grundsätzlich weisen Vakuum-Isolationsplatten das Problem auf, dass sie sehr empfindlich gegenüber physikalischen Beeinträchtigungen sind. Wird die Folie an einer Stelle beschädigt, zum Beispiel durch Perforation mit einem Nagel oder dergleichen, droht ein Verlust des Vakuums in der gesamten Platte, was zu einer erheblichen Minderung der Isolationseigenschaften führt.

Hinzu kommt, dass solche Platten nicht ohne weiteres an einem Unterbau befestigt werden können, da sie sich nicht einfach verschrauben oder annageln lassen. Beides führt unweigerlich zu einer Verletzung der Folie und damit zum Verlust der Isolationseigenschaften. Aus diesem Grunde sind aufwändige Unterkonstruktionen erforderlich, um Platten aus dem Stand der Technik zum Beispiel an einer Fassade zu befestigen. Hierbei entstehen zudem Kältebrücken, die ihrerseits die Effizienz der Dämmung beeinträchtigen.

Auch lassen sich solche Platten nur eingeschränkt im Bodenbereich nutzen, da sie aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber physikalischen Beeinträchtigungen hier besonders gefährdet sind.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass sich solche Platten nicht zuschneiden lassen, sondern nur als Ganzes verlegt werden können, so dass zum Beispiel bei Verwendung der Platten zur Isolation einer Fassade Teilbereiche der Fassade nicht gedämmt werden können. Alternativ müssen diese Platten in einer Vielzahl unterschiedlicher Dimensionierungen hergestellt werden, was von Fertigungsseite her unwirtschaftlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vakuum-Isolationsplatte zur Verfügung zu stellen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des vorgelegten Anspruchs 1 gelöst.

Demnach ist eine Vakuum-Isolationsplatte vorgesehen, aufweisend mindestens eine flächige Kernstruktur mit mindestens zu einer Seite hin offenen Kammern, in den Kammern angeordnete mikroporöse Partikel, sowie eine die flächige Kernstruktur allseitig umgebende folienartige Struktur, die durch Anlage eines Vakuums an die flächige Kernstruktur angelegt ist und die einzelnen Kammern pneumatisch voneinander isoliert.

Die erfindungsgemäße Vakuum-Isolationsplatte weist alle Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vakuum-Isolationsplatten auf, d.h. hervorragende Isolierungswirkung bei geringer Materialdicke.

Die folienartige Struktur ist gas- und wasserdampfdicht ausgestaltet, um das Vakuum dauerhaft halten zu können und damit die herausragenden Isolationseigenschaften zu bewahren.

Die flächige Kernstruktur dient einerseits als formgebendes und stützendes Element der Vakuum-Isolationsplatte. Andererseits wird durch die pneumatische Isolation der Kammern erreicht, dass ein Defekt in der folienartigen Struktur, z.B. durch ein Leck, in seiner Wirkung auf eine der Kammern beschränkt bleibt und nicht zu einem Verlust der Isolationswirkung der kompletten Platte führt.

Auch kann die Platte einfacher befestigt werden. Wird die Platte z.B. mit einem Nagel an einer Wand befestigt, so verliert sie nur im Bereich derjenigen Kammer, durch welche der Nagel geschlagen wird, ihre Isolationswirkung.

Hinzu kommt, dass sich die Platte relativ einfach zuschneiden lässt. Ein Vakuumverlust droht dabei nur in den im Schneidbereich liegenden Kammern, nicht jedoch in der ganzen Platte. Auf diese Weise lassen sich also auf Kundenwunsch oder anwendungsspezifisch besondere Formen herausarbeiten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte ist vorgesehen, dass es sich bei der flächigen Kernstruktur um eine Wabenplatte mit im Wesentlichen senkrecht zur flächigen Erstreckung der Platte angeordneten Stegwänden handelt.

Der Begriff „Wabe" ist hier sehr umfassend zu verstehen und kann alle möglichen geometrischen Grundformen umfassen. So können die „Waben" einen dreieckigen, rechteckigen, quadratischen, polygonalen oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Besonders bevorzugt ist aus Gewichts-, Kosten- und Stabilitätsgründen ein sechseckiger Querschnitt in Form der bekannten Bienenwabe.

Die Waben können zu beiden Seiten oder zu einer Seite (d.h. nach oben bzw. unten) offen sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte ist vorgesehen, dass es sich bei den mikroporösen Partikeln um Kieselgel- oder Kieselsäurepartikel handelt. Diese zeichnen sich durch eine große innere Oberfläche aus. Es sind überdies weitere Additive denkbar, so z.B. Infrarot-Trübungsmittel zur Minderung des Wärmestrahlungsübergangs, oder Flammschutzmittel.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte ist vorgesehen, dass es sich bei der folienartigen Struktur um eine Verbundfolie handelt, die mindestens eine Kunststoff-Komponente aufweist.

Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die folienartige Struktur Verstärkungselemente in Form von Verstärkungsfasern aufweist.

Hierbei kann es sich z.B. um Textilfasern, Naturfasern, Glasfasern, Nylonfasern oder Aramidfasern handeln.

Ebenso kann die folienartige Struktur eine metallische Beschichtung aufweisen. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Aluminiumbedampfung zur Reflexion der Strahlungswärme handeln.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte ist vorgesehen, dass die folienartige Struktur abschnittsweise über Schweiß- oder Klebverbindungen mit Abschnitten der flächigen Kernstruktur, insbesondere den Stegwänden der Waben der flächigen Kernstruktur, verbunden ist.

Auf diese Weise ist es möglich, die einzelnen Kammern pneumatisch voneinander zu isolieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte ist vorgesehen, dass die Platte mindestens an einer Seite einen Stufenfalz, eine Nut oder eine Feder aufweist.

Auf diese Weise ist eine kachelartige, teilüberlappende Anordnung mehrerer Platten zur Dämmung größerer Flächen, wie z.B. Hausfassaden und dergleichen, möglich. Durch die überlappende Anordnung wird überdies die Ausbildung von Kältebrücken unterbunden.

Diese Art der Anordnung lässt sich am einfachsten erreichen, wenn z.B. zwei der flächigen Kernstrukturen leicht versetzt zueinander aufeinander angeordnet werden und dann zu einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte verarbeitet werden. Für den Fall, dass die Platte im Randbereich Nuten und/oder Federn aufweist, könnten z.B. drei flächige Kernstrukturen leicht versetzt angeordnet und dann zu einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte verarbeitet werden.

Die Kammern der flächigen Kernstruktur weisen bevorzugt Querschnittsdurchmesser einschließlich 2 bis einschließlich 50 mm auf. Dabei ist zu beachten, dass mit abnehmendem Querschnittsdurchmesser der Fertigungsaufwand steigt, die physikalische Belastbarkeit der Platte jedoch zunimmt, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass im Fall eines Defektes der Folie nur ein vergleichsweise kleiner Bereich der Platte seine Isolationsfähigkeit verliert.

Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuum-Isolationsplatte vorgesehen, aufweisend die Bereitstellung der flächigen Kernstuktur mit mindestens zu einer Seite hin offenen Kammern, das Einbringen der mikroporösen Partikel in die Kammern, das allseitige Kaschieren der flächigen Kernstuktur mit der folienartigen Struktur, die Anlage eines Vakuums durch Absaugen der Luft aus der dergestalt hergestellten Platte, und die Herstellung von luftdichten Verbindungen zwischen der Folienartigen Struktur und Abschnitten der flächigen Kernstruktur, insbesondere den Stegwänden der Waben der flächigen Kernstruktur, dergestalt dass die einzelnen Kammern der flächigen Kernstruktur pneumatisch voneinander isoliert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die mikroporösen Partikel unter Druck in die Kammern eingebracht bzw. nach Einbringung in die Kammern unter Druck verdichtet werden. Auf diese Weise wird das Dämmungspotential der Platte erheblich erhöht.

besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die luftdichten Verbindungen zwischen der Folienartigen Struktur und Abschnitten der flächigen Kernstruktur durch Verschweißen und/oder Kleben hergestellt werden.

Die luftdichten Verbindungen werden insbesondere zwischen den Stegen der Wabenplatte und der Folie ausgebildet. Insbesondere dann, wenn beide Elemente thermoplastische Kunststoffe aufweisen, können die Verbindungen auf einfache Weise durch verschweißen hergestellt werden. Hierfür ist ein thermisches Schweißwerkzeug denkbar, das auf die Platte gepresst wird, und das Auf Schweißtemperatur erhitzte Stege aufweist, die in ihrer Lage und Anordnung den Stegen der Wabenplatte entsprechen.

Ferner ist erfindungsgemäße die Verwendung einer Vakuum-Isolationsplatte zur thermischen Dämmung von Fußböden, Gebäudewänden und -dächern, Transport- und Lagerbehältern, Kühlfahrzeugen, Kühl- und Gefriervorrichtungen, Solarkollektoren und Wasserbehältern [hier ggf. ergänzen] vorgesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft erläutert. Dabei sollen die Zeichnungen den Schutzbereich der Erfindung keinesfalls einschränken. Es zeigen:

1 eine Aufsicht auf die flächige Kernstruktur einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte,

2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte sowie

3 und 4 jeweils eine Aufsicht auf zwei verschiedene Ausführungsformen einer findungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte.

1 zeigt in perspektivischer Aufsicht eine flächige Kernstruktur 10 einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte mit Kammern 11, die in der dargestellten Ausführungsform bienenwabenförmige Querschnitte aufweisen, und mikroporösen Partikeln 12 gefüllt sind. Hierbei handelt es sich um Kieselgelpartikel, die eine große innere Oberfläche aufweisen, und die unter Druck in die Kammern 11 gepresst werden. Statt eines bienenwabenförmigen Querschnitts können die Kammern dreieckige, rechteckige, kreisförmige oder polygonale Querschnitte aufweisen.

2 zeigt abschnittsweise einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte 20 mit den Kammern 21 der flächigen Kernstruktur, die mit den mikroporösen Partikeln 22 gefüllt sind. Die Kammern weisen Stegwände 23 auf. Die flächige Kernstruktur der Vakuum-Isolationsplatte ist allseitig von einer folienartigen Struktur 24 umgeben, die über Schweißverbindungen 25 mit den Stegwänden 23 der flächigen Kernstruktur verbunden ist, und so die einzelnen Kammern 21 pneumatisch voneinander isoliert. Statt über Schweißverbindungen kann die folienartige Struktur 24 mit den Stegwänden 23 auch über Klebverbindungen verbunden sein.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Vakuum-Isolationsplatte 30 in perspektivischer Aufsicht. Die Platte weist einen in 3 maßstäblich vergrößert dargestellten Stufenfalz 31 im Bereich ihrer Seiten auf, der eine flächige Verlegung mehrerer Vakuum-Isolationsplatten nebeneinander ermöglicht, ohne dass sich zwischen den einzelnen Platten Kältebrücken ausbilden.

Der Stufenfalz kann ausgebildet werden, indem zwei der flächigen Kernstrukturen leicht gegeneinander versetzt aufeinander angeordnet werden und dann, wie in der erfindungsgemäßen Lehre beschrieben, zu einer Vakuum-Isolationsplatte verarbeitet werden.

Ähnliches gilt für die in 4 in perspektivischer Aufsicht dargestellte Vakuum-Isolationsplatte 40, bei welcher in Randbereichen Nuten 41 bzw. Federn 42 ausgebildet sind. Eine solche Platte kann zum Beispiel aus drei der flächigen Kernstrukturen bestehen, die erneut leicht versetzt übereinander angeordnet und dann zu einer erfindungsgemäßen Vakuum-Isolationsplatte verarbeitet werden.


Anspruch[de]
Vakuum-Isolationsplatte

– aufweisend mindestens eine flächige Kernstuktur mit mindestens zu einer Seite hin offenen Kammern,

– in den Kammern angeordnete mikroporöse Partikel, sowie

– eine die flächige Kernstuktur allseitig umgebende folienartige Struktur, die durch Anlage eines Vakuums an die flächige Kernstruktur angelegt ist und die einzelnen Kammern pneumatisch voneinander isoliert.
Vakuum-Isolationsplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der flächigen Kernstruktur um eine Wabenplatte mit im Wesentlichen senkrecht zur flächigen Erstreckung der Platte angeordneten Stegwänden handelt. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mikroporösen Partikeln um Kieselgel- oder Kieselsäurepartikel handelt. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der folienartigen Struktur um eine Verbundfolie handelt, die mindestens eine Kunststoff-Komponente aufweist. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die folienartige Struktur Verstärkungselemente in Form von Verstärkungsfasern aufweist. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die folienartige Struktur eine metallische Beschichtung aufweist. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die folienartige Struktur abschnittsweise über Schweiß- oder Klebverbindungen mit Abschnitten der flächigen Kernstruktur, insbesondere den Stegwänden der Waben der flächigen Kernstruktur, verbunden ist. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte mindestens an einer Seite einen Stufenfalz, eine Nut oder eine Feder aufweist. Vakuum-Isolationsplatte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern der flächigen Kernstruktur Querschnittsdurchmesser im Bereich von einschließlich 2 bis einschließlich 50 mm aufweisen.






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