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Dokumentenidentifikation DE202006020141U1 29.11.2007
Titel Vakuumisolationskörper
Anmelder Porextherm-Dämmstoffe GmbH, 87437 Kempten, DE
Vertreter Fiener, J., Pat.-Anw., 87719 Mindelheim
DE-Aktenzeichen 202006020141
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 29.11.2007
Registration date 25.10.2007
Application date from patent application 10.11.2006
File number of patent application claimed PCT/EP2006/010771
IPC-Hauptklasse F16L 59/02(2006.01)A, F, I, 20070821, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B32B 27/12(2006.01)A, L, I, 20070821, B, H, DE   B32B 7/00(2006.01)A, L, I, 20070821, B, H, DE   B32B 5/18(2006.01)A, L, I, 20070821, B, H, DE   F25D 23/06(2006.01)A, L, I, 20070821, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Vakuumisolationskörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Vakuumisolationskörper finden zunehmend Verwendung bei der Isolierung und Dämmung in den verschiedensten Anwendungsgebieten. Unter einem Vakuumisolationskörper wird ein Dämmelement verstanden, das einen Kern bzw. Stützkörper aus einem offenzelligen, offenporigen, mikroporösen und/oder faserartigen Werkstoff aufweist, der von einer Folie umhüllt und dann evakuiert wird. Die Dämmwerte derartiger Werkstoffe können signifikant verbessert werden, indem diese in einer evakuierten Umgebung gehalten werden. So können damit bis zu 10fach höhere Dämmwerte erzielt werden, so dass die Schichtdicke der Isolationsplatten dadurch um den entsprechenden Wert reduziert werden kann.

Als Umhüllungen für die Kerne bzw. Stützkörper werden deswegen sogenannte Barrierematerialien eingesetzt, insbesondere Mehrschichtfolien, bei denen sich Metallschichten, metallisierte Schichten und Kunststoffschichten abwechseln. Bei solchen Vakuumisolationskörpern ist weiterhin kritisch, dass in den Bereichen, in denen ein Vakuumisolationskörper an den nächsten stößt, sogenannte Brücken entstehen, beispielsweise Kältebrücken, die die Dämmwerte der Gesamtdämmung im Vergleich zu den Dämmwerten eines einzelnen Vakuumisolationskörpers erheblich herabsetzen. Ursache dieser Brücken ist in der Regel, dass bei den herkömmlichen Vakuumisolationskörpern ein fugenloses Aneinanderstoßen benachbarter Vakuumisolationskörper praktisch nicht möglich ist.

Bei den gängigen Vakuumisolationskörpern sind in der Regel zwei Folienzuschnitte als Umhüllung im schmalen Randbereich des Kerns miteinander verschweißt, da das Verschweißen der Folienzuschnitte an den schmalen Stirnseiten der Platte erfolgt. Somit entsteht umlaufend an diesen Schmalseiten eine Schweißnaht, die von den Rändern der Isolationsplatte absteht. Werden zwei derartige Vakuumisolationsplatten aneinander angelegt, so befinden sich die Schweißränder von beiden Vakuumisolationsplatten (auch als VIP bezeichnet) zwischen den beiden Kernen, wodurch ein nahezu fugenloses Aneinanderstoßen unmöglich gemacht wird. Vielmehr befindet sich anstehendes Umhüllungsmaterial zwischen den aneinanderstoßenden Vakuumisolationsplatten, wodurch die Wärme/Kälte-Brücken entstehen, die den Gesamtdämmwert der Konstruktion stark herabsetzen.

Aus der DE 100 58 566 C2 ist bereits ein folienumhüllter, evakuierter Wärmedämmformkörper und ein Herstellungsverfahren aus einem einzigen Folienzuschnitt mit einer Siegelnaht in Längsrichtung bekannt. Hierbei wird der Kernrohling nach einer Umhüllung mit Vlies in eine Kunststofffolie eingeschlagen. Diese Folie entspricht in ihrer Breite der Summe aus der Kernbreite, Kernhöhe und der Siegelnahtbreite (jeweils zweifach). Damit ist ein Formatwechsel in den meisten Fällen mit einem Wechsel der Folienbahn für die Folienbeutel verbunden, was erhebliche Umrüstkosten verursachen kann.

Der hierbei von einer Transportvorrichtung weiter bewegte Kern nimmt die Folienbahn mit einer Vorderkante mit. Sodann schwenkt eine Schweißbacke nach oben, wobei gleichzeitig die Folienrolle gebremst wird, um die Folienbahn straft gespannt zu halten. Hierdurch werden jedoch erhebliche Kräfte auf den fragilen Kernrohling ausgeübt, so dass dieser gerade im Kantenbereich ausbrechen kann. Hierdurch wird nicht nur die Passform beeinträchtigt. Vielmehr kann ausgebrochenes Kernmaterial auch die Versiegelung negativ beeinflussen, insbesondere wenn aus Kostengründen auf die zusätzliche Vliesumhüllung verzichtet werden soll.

Aus der DE 100 15 876 A1 ist ein folienumhüllter, evakuierter Vakuumisolationskörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem auf jeder Flachseite mittig eine Versiegelungsnaht vorgesehen ist. Ein solcher Vakuumisolationskörper lässt sich nicht in einfacher Weise fugenlos an einen gleichartigen Vakuumisolationskörper anschließen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Vakuumisolationskörper zur Verfügung zu stellen, der sich annähernd fugenlos an einen gleichartigen Vakuumisolationskörper anschließen lässt sowie durch ein entsprechendes Herstellungsverfahren kostengünstig zu produzieren ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Vakuumisolationskörper nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Vakuumisolationskörper weist einen Kern aus einem mikroporösen Werkstoff auf, der an seiner flachen Ober- und Unterseite von einer Umhüllung mit zwei gegeneinander versetzten Siegelnähten in Längsrichtung umgeben ist. Der Kern ist somit von zwei Zuschnittbögen aus einer gasdichten Mehrschichtfolie vollständig umhüllt. Unter einer gasdichten Mehrschichtfolie wird eine Folie verstanden, bei der sich mindestens zwei Kunststoffschichten mit mindestens einer Barriereschicht abwechseln. Durch diese Anordnung wird eine besonders hohe Dichtigkeit des Materials erzielt, da sich mehrere Kunststoff- und Metallschichten abwechseln. Ein Beispiel einer solchen Mehrschichtfolie ist:

Polyamid/Nylon-Metallschicht-Polypropylen-Polyester-Metallschicht-Polyethylen. Die einzelnen Schichten sind miteinander verbunden, beispielsweise durch Laminierung. Die Endkanten der Folie sind somit nach dem Verschweißen miteinander gasdicht versiegelt.

Durch die Verwendung zweier Zuschnittbögen der Folie und damit zwei Längsnähten wird ein Vakuumisolationskörper erzielt, bei dem die Versiegelungsnähte bzw. die Schweißnähte eng am Kern anliegen und praktisch nicht auftragen. Beim Aneinanderstoßen benachbarter Vakuumisolationskörper der gleichen Art ist somit ein fugenloses Aneinanderreihen möglich. Das Evakuieren der Umhüllung des Vakuumisolationskörpers erfolgt in der Regel vor der Versiegelung, wobei auch Verfahren bekannt sind, bei denen zunächst eine "teilweise" Versiegelung erfolgt, die nach dem Evakuieren dann abgeschlossen wird. Wie ersichtlich, weist der erfindungsgemäße Vakuumisolationskörper im Wesentlichen die Abmessungen des Kerns auf plus der Dicke der eingesetzten Mehrschichtfolie. Die Versiegelungsnähte sind äußerst flach und liegen an dem mikroporösen Kern eng an.

Vorzugsweise verlaufen die Versiegelungsnähte zur Mitte jeweils um einige Zentimeter gegeneinander versetzt auf der Ober- und Unterseite des Vakuumisolationskörpers. Beispielsweise ist bei einem derartigen plattenförmigen Vakuumisolationskörper die jeweilige Versiegelungsnaht etwa um ein Drittel der Gesamtbreite des Vakuumisolationskörpers zur Mittelachse versetzt. Da die versetzten Versiegelungsnähte durch die vorstehende Ausgestaltung relativ flach sind, können die querverlaufenden Versiegelungen an der Schmalseite besonders gut abgedichtet werden. Dadurch werden auch die querverlaufenden Versiegelungsnähte relativ flach gehalten, was die Brückenbildung zwischen benachbarten Vakuumisolationskörpern weiter verhindert. Ferner wird durch ein möglichst enges Anbringen der Versiegelungsnähte benachbart zum Kern erzielt, dass das überschüssige Folienmaterial im Eckbereich um die Ränder des Kerns gelegt werden kann, wodurch sich wiederum eine kompakte Bauweise ergibt.

Nachstehend soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:

1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Vakuumisolationskörper;

2 eine Perspektivansicht gemäß 1;

3 eine Schemaansicht des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens; und

4 eine perspektivische Ansicht eines fertiggestellten Vakuumisolationskörpers.

Der erfindungsgemäße Vakuumisolationskörper 1 weist einen Kern 2 aus einem mikroporösen Werkstoff auf, der von einer Mehrschichtfolie 3 vollständig umhüllt ist. Der Vakuumisolationskörper 1 des Ausführungsbeispieles der 1 und 2 ist ein plattenförmiger Vakuumisolationskörper 1 bzw. Flachquader. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, verläuft an der Oberseite 18 etwa im mittleren Bereich des Vakuumisolationskörpers 1 eine erste Versiegelungsnaht 4 und versetzt dazu an der Unterseite 18' eine zweite Versiegelungsnaht 4'. Diese beiden Versiegelungsnähte 4 und 4' an den beiden Hauptflächen (hier die obere und untere Flachseite 18 bzw. 18' im Vergleich zu den schmäleren Stirnseiten 12, 13 bzw. 14, 17, vgl. 4) können auch in entgegengesetzter Richtung von der Mitte versetzt sein, wie dies in 2 dargestellt ist.

Diese Versiegelungsnähte 4 und 4' entstehen, indem die Endkanten 5 und 6 der Mehrschichtfolie 3 in dem Bereich, in dem sie aneinanderstoßen und überlappen, jeweils miteinander versiegelt sind. Dabei kann die außenliegende Fläche der Endkante 5 mit der innenliegenden Fläche der Endkante 6 zusammenstoßen (sog. A-B-Versiegelung). Dadurch ergibt sich eine besonders flache Versiegelungsnaht 4. Jedoch kann auch eine A-A-Versiegelung angewendet werden, wie sie für die Versiegelungsnaht 4' an der Unterseite 18' dargestellt ist, ebenso in 2, da mit dieser Versiegelungsart zwei Schichten der Folie 3 in der Regel problemlos miteinander versiegelbar sind.

Die schematische Ansicht der 3 zeigt neben der Herstellung der beiden Versiegelungsnähte 4 und 4' nach Einschieben eines Kerns 2 in eine Längsschweißvorrichtung auch eine querverlaufende Versiegelungsnaht 15. Wie ersichtlich erfolgt die Versiegelung der Quernaht 15 zwischen Schweißbacken, indem die beiden Innenseiten der Folie miteinander versiegelt werden. Diese Versiegelungsnaht 15 wird eng am Kern 2 durchgeführt, um eine möglichst eng anliegende Umhüllung zu erzielen. Wie aus 4 weiter ersichtlich, ist das aus der Umhüllung verbleibende Folienmaterial in den Eckbereichen 10 und 11 des Vakuumisolationskörpers 1 zu einem Dreieck gefaltet, das sich eng an den Kern 2 bzw. die Stirnseiten des Vakuumisolationskörpers 1 anlegt. Hierdurch können Kälte- bzw. Wärmebrücken vermieden werden.

4 zeigt schließlich eine Perspektivansicht auf den fertiggestellten Vakuumisolationskörper 1. Hieraus ist ersichtlich, dass der Vakuumisolationskörper 1 versetzt zum mittleren Bereich der Oberseite 18 die Versiegelungsnaht 4 aufweist, die gegenüber der entsprechenden Versiegelungsnaht 4' an der Unterseite 18' um etwa ein Drittel der Gesamtbreite versetzt ist. Weiterhin weist der Vakuumisolationskörper 1 Quernähte 15 auf, die an den jeweiligen Stirnseiten 12 und 13 des Vakuumisolationskörpers 1 ausgebildet sind. Durch den Versatz der Längsnähte 4 und 4' wird somit eine Folienhäufung an der jeweiligen Quernaht 15 in vorteilhafter Weise vermieden. Die Überschussfolie bzw. die Eckbereiche 10 und 11 sind jeweils zu den Stirnseiten 12 und 13 umgefaltet, können aber auch zu den Schmalseiten 14 und 17 hin umgeklappt werden.

Dieses vorgeschlagene Verfahren ermöglicht durch Formatumstellung ohne weiteres eine Anpassung der Folienumhüllung an stark schwankende Abmessungen der Formkörper (Breite, Länge und Höhe) bei dem automatisierten Fertigungsverfahren, das schematisch in 3 dargestellt ist. Insbesondere kann dadurch bei kleineren Formatänderungen meist auf einen Wechsel der Folienrollen (in 3 unterhalb der Schweißvorrichtung dargestellt) verzichtet werden, da der Überlappungsbereich der Versiegelungsnähte 4 und 4' breiter gewählt werden kann, was in erheblich kürzerer Zeit durchgeführt werden kann, also eine Zeiteinsparung bedeutet.

Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung:

Flexibilität bei der VIP-Herstellung (viele unterschiedliche Formate);

es können flächengrößere VIPs hergestellt werden als mit einem Folienbogen;

die eng anliegende Folie ermöglicht nahezu wärmebrückenfreies Stoßen verschiedener VIPs aneinander;

passgenauere VIPs können hergestellt werden, da der Folienauftrag minimal bleibt;

automatisierte Fertigung ermöglicht wirtschaftliche Vorteile für den Hersteller und letztendlich für den Kunden;

eine automatische Kaschierungs- oder Einschäumungsanlage kann direkt an die Vorrichtung gemäß 3 angeschlossen werden; dadurch kann das VIP sofort nach der Produktion entsprechend gegen mechanische Beschädigungen geschützt werden.


Anspruch[de]
Vakuumisolationskörper mit einer oberen Flachseite (18), einer unteren Flachseite (18') und schmäleren Stirnseiten (12, 13; 14, 17), wobei

ein offenzelliger, offenporiger, mikroporöser und/oder faserartiger Kern (2) von einer gasdichten Mehrschichtfolie (3) vollständig umhüllt ist, deren Endkanten miteinander versiegelt sind, und

an den Flachseiten (18, 18') des Vakuumisolationskörpers (1) je eine Versiegelungsnaht (4, 4') vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Versiegelungsnähte (4, 4') außermittig gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Vakuumisolationskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Versiegelungsnähte (4, 4') um etwa je 1/3 der Gesamtbreite des Vakuumisolationskörpers (1) versetzt verlaufend ausgerichtet sind. Vakuumisolationskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Versiegeln überstehende Folienbereiche (10, 11) zu den schmäleren Stirnseiten (12, 13; 14, 17) umgeklappt sind. Vakuumisolationskörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtfolie (3) zumindest eine zwei Kunststoffschichten und eine Barriereschicht aus Metal, metallisiertem Kunststoff, metallischen Oxiden, wie SiOx oder Al2Ox oder Ormoceren® aufweist. Vakuumisolationskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrschichtfolie (3) aus einer Abfolge an Schichten aus Kunststoffen und Barrierematerialien besteht. Vakuumisolationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) quaderförmig ausgebildet ist. Vakuumisolationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) aus verpresstem mikroporösem Material wie gefällter Kieselsäure, pyrogener Kieselsäure und/oder Aerogelen, offenzelligem Polystyrolschaum, offenzelligem Polyisocyanuratschaum, Fasermaterialien oder Kombinationen derartiger Materialien untereinander oder mit separaten Stützgerüsten wie z.B. Wabenstrukturen besteht.






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