Die Erfindung betrifft eine Paneel-Vorrichtung mit mindestens einer
Trägerschicht mit einer Ober- und einer Unterfläche und einer an die Unterfläche
der Trägerschicht angrenzenden, eine Ober- und Unterfläche aufweisende
Schicht aus Kunststoffmaterial.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Herstellen von
medien-führenden Leitungen enthaltenden Paneelen mit mindestens einer Trägerschicht
mit einer Ober- und einer Unterfläche und einer an die Unterfläche der
Trägerschicht angrenzenden, eine Ober- und Unterfläche aufweisenden Schicht
aus Kunststoffmaterial.
Paneel-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der
Technik zu unterschiedlichsten Zwecken verwendet. Die bekannten Paneel-Vorrichtungen
sind dabei entweder massiv aus einem feuerfesten und auch bei hohen Temperaturen
von bis zu 1000° Celsius nicht ausgasenden Material wie beispielsweise einem
Metall hergestellt, das vergleichsweise schwer ist, oder sie sind massiv aus einem
Kunststoffmaterial hergestellt, das vergleichsweise leicht ist, jedoch entweder
nicht feuerfest ist und/oder sich bei hohen Temperaturen von bis zu 1000° Celsius
verformt oder giftige Gase freisetzt. Des Weiteren sind Paneel-Vorrichtungen aus
Kompound-Materialien bekannt, die vergleichsweise leicht sind, jedoch bei hohen
Temperaturen die Nachteile der beiden ersteren massiven Materialien in sich vereinen.
Die bekannten Paneel-Vorrichtungen sind daher für eine Verwendung als Trägerelemente
und/oder als Schutzumhüllungen für medien-führende Leitungen nicht
geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Paneel-Vorrichtung zu schaffen,
die leicht ist und auch bei hohen Temperaturen von bis zu 1000° Celsius formstabil
und nicht brennbar/feuerresistent ist und dabei als Trägerelement und/oder
als Schutzumhüllung für medien-führenden Leitungen verwendbar ist.
Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, dass
- • im Bereich der Oberfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial langgestreckter
Aussparungen gebildet sind, in die eine oder mehr medien-führende Leitungen
eingebracht sind, wobei
- • die langgestreckten Aussparung mit Hilfe eines Füllmaterials so
weit aufgefüllt sind, dass eine insgesamt plane Oberfläche der Schicht
aus Kunststoffmaterial gegeben ist, und wobei
- • die Unterfläche der Trägerschicht mit der Oberfläche
der Schicht aus Kunststoffmaterial mittels eines zähflüssigen Klebematerials
verbunden ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Paneel-Vorrichtung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, ein Verfahren zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Paneel-Vorrichtung zu schaffen.
Für ein Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe
gelöst durch die folgenden Schritte:
- • Bilden langgestreckter Aussparungen im Bereich der Oberfläche
der Schicht aus Kunststoffmaterial,
- • Einbringen einer oder mehr medien-führender Leitungen in eine
langgestreckte Aussparung,
- • Auffüllen der langgestreckten Aussparung mit Hilfe eines Füllmaterials
so weit, dass eine insgesamt plane Oberfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial
im wesentlichen wieder hergestellt wird,
- • Bereitstellen eines zähflüssigen Klebematerials,
- • Auftragen des zähflüssigen Klebematerials auf mindestens
eine der Flächen der Trägerschicht und/oder der Oberfläche Schicht
aus Kunststoffmaterial,
- • Verpressen der Trägerschicht mit der Schicht aus Kunststoffmaterial.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Paneel-Vorrichtung wird durch
die Merkmale, dass im Bereich der Oberfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial
langgestreckter Aussparungen gebildet sind, in die eine oder mehr medien-führende
Leitungen eingebracht sind, wobei die langgestreckten Aussparung mit Hilfe eines
Füllmaterials so weit aufgefüllt sind, dass eine insgesamt plane Oberfläche
der Schicht aus Kunststoffmaterial gegeben ist, und wobei die Unterfläche der
Trägerschicht mit der Oberfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial mittels
eines zähflüssigen Klebematerials verbunden ist, eine besonders effektive
Dämpfung einer Wärmeleitung in Richtung ins Innere der Paneel-Vorrichtung
erreicht, wodurch eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte, besonders
wirksame Temperaturisolierung bei gleichzeitiger besonders ausgeprägter mechanischer
Stabilität und Formbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen gegeben ist.
Aufgrund dieser Eigenschaften ist die erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung
als Trägerelemente und/oder als Schutzumhüllungen für medien-führende
Leitungen hochgradig geeignet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die erfindungsgemäßen
Herstellungsschritte erreicht, dass die Trägerschicht mit der Schicht aus Kunststoffmaterial
zu einer festen, extrem formstabilen und temperaturenempfindlichen
Kompound-Einheit verbunden wird, wobei die Schritte zum Einbetten der medien-führenden
Leitungen in die erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung in das erfindungsgemäße
Herstellungs-Verfahren integriert sind.
Die medien-führenden Leitungen können dabei prinzipiell
sowohl Flüssigkeiten als auch Gase führen, wobei als Flüssigkeiten
insbesondere Wasser und Öle zu nennen sind und als Gase Luft oder CO2 Verwendungen
finden können. Alternativ könnten die medien-führenden Leitungen
auch einen Sprühnebel oder auch Wasserdampf und somit Erosole führen.
Die Leitungen können dabei in unterschiedlichsten Ebenen in der Schicht aus
Kunststoffmaterial geführt sein. Sie können daher insbesondere nahe einer
Trägerschicht verlegt sein oder insbesondere auch in einem mittleren Bereich
zwischen zwei parallel angeordneten Trägerschichten vorgesehen sein.
Ein Einlassöffnung und auch eine Auslassöffnung einer medien-führenden
Leitung kann dabei sowohl im Bereich einer Stirnfläche eines entsprechenden
Paneels vorgesehen sein, oder sie können alternativ auch durch eine Trägerschicht
hindurch geführt sein. Eine Einlassöffnung bzw. eine Auslassöffnung
kann mit einem Gewinde versehen sein oder alternativ mit einer Tülle als Schlauchanschluss
versehen sein, wobei das Gewinde und die Tülle sowohl im Bereich einer Stirnfläche
des Paneels als auch im Bereich einer Trägerschicht des Paneels angeordnet
sein können.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das zähflüssige
Klebematerial durch Verflüssigen von Polyurethan bei einer Temperatur von 120°C
bis 180°C erzeugt wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass das zähflüssige Klebematerial von zähflüssigem
Epoxitharz gebildet ist, das bei Raum-Temperatur durch Zusammenmischen von Bisphenol
A und Epichlorhydrin mit einem Härter erzeugt wird.
Das zähflüssige Klebematerial kann auf die Unterfläche
der Trägerschicht oder auf die Oberfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial,
oder alternativ auf die Unterfläche der Trägerschicht sowie auf die Oberfläche
der Schicht aus Kunststoffmaterial aufgetragen werden. Gemäß einer wichtigen
bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
dabei stets vorgesehen, dass das zähflüssige Klebematerial mit Hilfe einer
Walze auf die betreffende Schicht bzw. auf die betreffenden Schichten aufgetragen
wird.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verpressen der
Trägerschicht mit der Schicht aus Kunststoffmaterial durch Wirkung eines technischen
Vakuums erfolgt.
Gemäß einer besonderen bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Trägerschicht
sowohl auf die Oberfläche als auch auf die Unterfläche der Schicht Kunststoffmaterial
aufgebracht wird, wobei eine oder mehr Leiterbahnen sowohl auf der Oberfläche
als auch auf der Unterfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial aufgebracht
werden können.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Trägerschichten können aus einem Metall, insbesondere Aluminium
oder alternativ aus einem anderen isotropen Material, insbesondere Kunststoffmaterial
hergestellt sein. Eine Trägerschicht weist dabei vorzugsweise eine Dicke von
etwa 0,3 mm bis 2,0 mm auf.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendete Schicht aus Kunststoffmaterial kann vorzugsweise von einem festen Schaummaterial
gebildet sein. Ein derartiges Schaummaterial weist vorzugsweise eine anisotrope
Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben auf, deren jeweilige Längsachsen
im Wesentlichen senkrecht zu ihrer Ober- und Unterfläche ausgerichtet sind.
Diese entsprechende Schicht aus Schaummaterial ist vorzugsweise aus Polyetherimid
oder aus Polyethersulfon hergestellt, wobei die Röhren dieser Schicht vorzugsweise
eine Länge von 2 mm bis 50 mm bei einem Durchmesser von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweisen.
Die Schicht aus Kunststoffmaterial weist vorzugsweise eine Dicke von 3,0 mm bis
50 mm auf.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Bilden langgestreckter
Aussparungen im Bereich der Oberfläche der Schicht aus Kunststoffmaterial durch
Herauslösen, beispielsweise durch Ausfräsen von Material der Schicht aus
Kunststoffmaterial erfolgt. Alternativ kann ein Herauslösen von Material der
Schicht aus Kunststoffmaterial durch thermische Behandlung dieser Schicht mittels
eines entsprechend geformten, erhitzten Stempels, insbesondere eine Kupferstempels
erfolgen.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Füllmaterial
von einem Schaummaterial gebildet wird, wobei das Füllmaterial insbesondere
von einem Schaummaterial gebildet wird, das die gleiche Elastizität aufweist
wie die Schicht aus Kunststoffmaterial.
Alternativ kann das Füllmaterial von einem Harz gebildet sein.
Das Harz kann dabei von einem zu einer festen Substanz aushärtenden Polyurethan,
Epoxit oder Polyester gebildet sein.
Des Weiteren alternativ kann das Füllmaterial von einem Kleber
gebildet sein. Der Kleber kann dabei von einem zu einer elastischen Substanz aushärtenden
Polyurethan oder Epoxit gebildet sein.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendete medien-führende Leitung soll robust und wärmeunempfindlich
sein. Sie kann beispielsweise aus einem Metall oder aus einem geeigneten Kunststoffmaterial
hergestellt sein, wobei prinzipiell auch ein geeigneter elastischer Schlauch in
Frage kommt.
Die Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens können zum Teil oder vollständig in einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung realisiert sein. Um Widerholungen zu vermeiden wird daher diesbezüglich
auf die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwiesen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand
einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung
dargestellt ist. Darin zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Ansicht von schräg oben;
2 die in 1 dargestellte
bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer
Querschnittsansicht.
Die in den 1 bis 2
dargestellte erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung 100 enthält
mindestens eine Trägerschicht 110; 120 mit einer Ober-
111; 121 und einer Unterfläche 112; 122
und einer an die Unterfläche 112; 122 der Trägerschicht
110; 120 angrenzenden, eine Ober- und Unterfläche aufweisenden
Schicht 130 aus Kunststoffmaterial, wobei
- • im Bereich der Oberfläche der Schicht 130 aus Kunststoffmaterial
langgestreckte Aussparungen 140 gebildet sind, in die eine oder mehr medien-führende
Leitungen 150 eingebracht sind, wobei
- • die langgestreckte Aussparung 140 mit Hilfe eines Füllmaterials
150 so weit aufgefüllt sind, dass eine insgesamt plane Oberfläche
mit der Schicht 130 aus Kunststoffmaterial gegeben ist, und wobei
- • die Unterfläche 112; 122 der Trägerschicht
110; 120 mit der Oberfläche der Schicht 130 aus
Kunststoffmaterial mittels eines zähflüssigen Klebematerials
170 verbunden ist.
Das zähflüssige Klebematerial 170 ist von zähflüssigem
Epoxitharz gebildet, das bei Raum-Temperatur durch Zusammenmischen von Bisphenol
A und Epichlorhydrin mit einem Härter erzeugt ist und auf die Unterfläche
112; 122 der Trägerschicht 110; 120 sowie
auf die Oberfläche der Schicht 130 aus elektrisch isolierendem Material
aufgetragen ist.
Eine Trägerschicht 110; 120 ist aus einem isotropen
Kunststoffmaterial hergestellt und weist eine Dicke von etwa 1,0 mm auf. Die Schicht
aus Kunststoffmaterial ist von einem festen Schaummaterial gebildet, das eine anisotrope
Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben 131 aufweist, deren jeweilige
Längsachsen im wesentlichen senkrecht zu ihrer Ober- und Unterfläche ausgerichtet
sind. Die Schicht 130 aus festem Schaummaterial ist dabei aus Polyetherimid
hergestellt und weist eine Dicke von 3,0 mm bis 50 mm auf, wobei die Röhren
131 der Schicht aus festem Schaummaterial eine Länge von 10 mm bei
einem Durchmesser von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweisen.
Das Bilden langgestreckter Aussparungen 140 im Bereich der
Oberfläche der Schicht 130 aus Kunststoffmaterial ist durch Ausfräsen
von Material der Schicht 130 aus Kunststoffmaterial erfolgt. Das Füllmaterial
160 von einem Harz, hier von einem zu einer festen Substanz aushärtenden
Polyurethan gebildet.
Eine medien-führende Leitung 150 aus einem Metall hergestellt.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient
lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche
definierten erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel
nicht eingeschränkt ist.
