DE20012547U1 - Vakuumisolationspaneel - Google Patents
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Description
TEB D/. Kerjpe:
Im DegerT5/1 ·
69245 Bammental
Im DegerT5/1 ·
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Vakuumisolationspaneel
Die Erfindung betrifft ein Vakuumisolationspaneel insbesondere für die Anwendung in Kühlgeräten, mobilen Kühlboxen, Isolierelementen (z.B. Wände, Decken und Türen) für Kühlhäuser sowie den Isolierungen für Kühlfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Derartige Vakuumisolationspaneele bestehen üblicherweise aus einer gas- und wasserdampfdichten Umhüllung und einem in dieser Umhüllung untergebrachten Füllmaterial.
Vakuumisolationspaneele mit Folienumhüllung sind z.B. aus DE 198 14 271 A1, DE 298 09 807 oder DE 298 11 136.5 bekannt.
Als Füllstoff zur Herstellung solcher Paneele sind z. B. verdichtete Glasfasern, offenzellige Kunststoffschäume, mineralische Pulver (insbesondere Kieselsäureprodukte), entgaster PUR-Schaum aus Altgeräten und andere bekannt. Auch ist es bekannt, Füllmaterial lose in eine Umhüllung einzufüllen und dann die Umhüllung zu evakuieren. Hierdurch erhält das Paneel seine Stabilität.
Bei den bisher bekannten vakuumdichten Folien-Umhüllungen bestehen diese Folien überwiegend aus einem mehrlagigen Kunststoff verbund - überwiegend mit PE oder PP als Hauptkomponenten oder aus Kunststoff-Metall-Verbundfolien.
Wie in der Figur 1 dargestellt, werden die für die Umhüllung benötigten Folienbeutel aus zwei zueinander symmetrischen Folienelementen - Ober- und Unterseite - umlaufend entlang der Außenkanten (an den Stirnseiten des späteren Vakuumisolationspaneels) verschweißt.
Dadurch wird ein umlaufender Überstand bzw. Folienstreifen mit einer Breite von üblicherweise 20 bis 40 mm gebildet. Die relativ große Ausdehnung dieses nicht wärmedämmenden Streifens ist bei den bekannten Paneelen grundsätzlich gegeben und hat im wesentlichen 2 gravierende Funktionsmängel zur Folge, die nachfolgend näher beschrieben werden.
Dadurch wird ein umlaufender Überstand bzw. Folienstreifen mit einer Breite von üblicherweise 20 bis 40 mm gebildet. Die relativ große Ausdehnung dieses nicht wärmedämmenden Streifens ist bei den bekannten Paneelen grundsätzlich gegeben und hat im wesentlichen 2 gravierende Funktionsmängel zur Folge, die nachfolgend näher beschrieben werden.
VIP werden in der praktischen Anwendung normalerweise nicht als alleinstehende Isolierung eingesetzt, sondern im Verbund mit weiteren Dämm-Materialien verarbeitet. So sind aus der Kühlgeräteherstellung Lösungen bekannt, bei denen die innere Gehäusewand mit mehreren VIP beplankt wird und die verbleibenden Zwischenräume sowohl zwischen den einzelnen VIP als auch der Restspalt zum Außengehäuse z.B. mit aushärtendem Polyurethanschaum ausgeschäumt werden.
Die oben beschriebenen umlaufenden Siegelnähte der VIP erschweren zum einen das Applizieren des VIP an der inneren Gehäusewand. Die verschweißten Folienstreifen müssen von Hand umgebogen werden und beanspruchen wertvollen Einbauraum. Die üblicherweise verwendeten Umhüllungsfolien können bei diesem Vorgang leicht beschädigt werden, so daß anschließend nicht mehr die unbedingt geforderte Vakuumdichtigkeit gewährleistet ist und die wärmedämmenden Eigenschaften des VIP partiell verloren gehen können.
Die oben beschriebenen umlaufenden Siegelnähte der VIP erschweren zum einen das Applizieren des VIP an der inneren Gehäusewand. Die verschweißten Folienstreifen müssen von Hand umgebogen werden und beanspruchen wertvollen Einbauraum. Die üblicherweise verwendeten Umhüllungsfolien können bei diesem Vorgang leicht beschädigt werden, so daß anschließend nicht mehr die unbedingt geforderte Vakuumdichtigkeit gewährleistet ist und die wärmedämmenden Eigenschaften des VIP partiell verloren gehen können.
Weiterhin weisen die so hergestellten VIP im Bereich der Schweißzone/ Folienüberstände keinerlei Dämmeigenschaften auf. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der verwendeten Umhüllungsfolie muß im Gegenteil mit einer deutlich erhöhten Wärmeleitung gerechnet werden, weil die Folienstreifen im Verhältnis zum VIP sowie auch zum umgebenden PUR-Schaum eine erhebliche Wärmebrücke darstellt.
Da die VIP wegen der umlaufenden Siegelnaht nicht dicht an dicht verlegt werden können ergeben sich zudem meist großflächige Areale, die nicht von den gut wärmedämmenden VIP abgedeckt sind und somit ebenfalls eine Wärmebrücke darstellen. Bei einem Kühlschrankgehäuse bedeuten die beschriebenen Wärmebrückeneffekte in der Regel eine Verschlechterung des Isoliervermögens um ca. 25 % gegenüber dem theoretisch möglichen Wert bei vollflächiger Umschließung mit VIP.
Im Ergebnis führt dies dazu, daß die Herstellung des gesamten Isoliergehäuses durch den oben beschriebenen Einbauaufwand unverhältnismäßig teuer wird und erhebliche Einbußen bei der Isolierwirkung hingenommen werden müssen.
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69245 Bammental
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Vakuumisolationspaneel zu schaffen, bei dem die nachfolgend geforderten Eigenschaften erfüllt sind.
- Folienumhüllungen sind so auszubilden, daß an den Stirnflächen des VIP keine den Einbau störenden Überstände der Folie und/ oder der Schweißnähte entstehen.
- Im Bereich der Stirnflächen des VIP sollen die Umhüllungen einen möglichst geringen Anteil zur Wärmeleitung beitragen
- Die Stoßkanten der VIP sind so auszubilden, daß eine gleichmäßige und vollflächige Überdeckung der zu isolierenden Fläche erreicht wird
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.
Technische Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere bei einer geänderten Gestaltung der Folienumhüllung mit einer vollständigen oder auch nur teilweisen Verlagerung der Schweißnähte auf die Hauptflächen des VIP - gemäß Figur 2 und 3 - sowohl die Einbaubedingungen optimiert als auch die Isoliereigenschaften des vollständigen Aufbaues wesentlich verbessert werden.
In Versuchen hat sich bewährt, die Kanten des Füllkörpers gemäß Figur 4 so vorzuformen, daß bei dem fertig vakuumverpackten VIP optisch dichte Stoßkanten entstehen - z.B. Schrägen, Stufungen, Nut- und Feder-Verbund.
Eine weiter Verbesserung wird dadurch erreicht, dass die Stirnseiten des Vakuumisolationspaneels gemäß der bisherigen Schilderung bereits bei der Herstellung in einem zusätzlichen Fertigungsschritt mit konventionellen Dämmstoffen, z. B. Polyurethan, expandiertem Polystyrol oder organischem Schaum eingefaßt werden, wie in Figur 5 gezeigt. In dieser Einfassung / Rahmen können Befestigungselemente für das so gebildete Vakuumisolationspaneel integriert sein oder es wird auch die Ausformung der Stoßkanten über diesen Rahmen bewerkstelligt.
Fig. 1 zeigt den bislang üblichen Aufbau von VIP und verdeutlicht die sich daraus ergebenden Isolationsfehler
Anhand der Zeichnungen 2 bis 5 werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie die erfindungsgemäßen Vorteile erläutert.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt (2a) durch und die Aufsicht (2b) auf das erfindungsgemäße Vakuumisolationspaneel mit vollkommen verdeckten Schweißnähten
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch (3a) und die Aufsicht auf (3b) das erfindungsgemäße Vakuumisolationspaneel mit teilweise verdeckten Schweißnähten
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Stirnseite des erfindungsgemäßen VIP mit vorgeformten Stoßkanten
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Randzone des erfindungsgemäßen VIP mit Einfassung
In allen Figuren sind Folienumhüllungen mit 1 bezeichnet. Die verschweißten Zonen dieser Umhüllungen sind mit 1a gekennzeichnet. Die Stirnflächen des VIP tragen die Bezeichnung 2. In der durch die Schichten 1 gebildeten Umhüllung ist Füllmaterial 3 eingefüllt. Eine zusätzliche Einfassung ist mit 4 gekennzeichnet.
2 :
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Schutzansprüche
Vakuumisolationspaneel für den Einsatz in Kühlgeräten, mobilen Kühlboxen, Kühlwagen und Kühlhäusern, beinhaltend eine gas- und wasserdampfdichte, mechanisch beständige Umhüllung und ein in der evakuierten Umhüllung untergebrachtes Füllmaterial geringer Wärmeleitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung bildenden Folien (1) so miteinander verschweißt sind, daß die Verbindungszone (1a) nicht oder nur bereichsweise an den Stirnflächen (2) des VIP angeordnet sind.
Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (2) so ausgeformt sind, daß mehrere VIP ohne optisch freien Durchgang aneinander stoßen.
Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Isolationspaneel einen Rahmen bzw. eine Einfassung aus konventionellen Dämmstoffen aufweist, in die Befestigungselemente für den Einbau des Paneels integriert sind.
Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffrahmen so geformt ist, daß mehrere VIP ohne optisch freien Durchgang aneinander stoßen können.
Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung nur bereichsweise erfolgt.
Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus Polyurethan- Hartschaum besteht.
Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus expandierten Polystyrol besteht.
Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus einem mineralischen Schaum besteht.
Vakuumisolationspaneel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie für die Umhüllung PE oder PP ist.
Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kunststoff als Laminat mit mehreren, gegebenenfalls verschiedenen Kunststoffschichten ausgebildet ist.
Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumhüllung ganz oder teilweise mit diffusionshemmenden Stoffen beschichtet ist.
Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese diffusionshemmende Schicht ein Metall oder Metalloxid ist.
Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine SOL-GEL-Schicht mit SiOx-Bestnadteilen ist.
Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (1a) zwischen den Deckschichten (1) durch Schweißen erfolgt.
Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung unter hohem Druck erfolgt.
Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verbindungslinie geformt, insbesondere mäanderförmig gewellt ist.
Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die durch die Deckschichten (1) und die Randzone (1a) gebildete Umhüllung ein loses Füllmaterial (3), z.B. Schaumglasgranulat und/oder Kieselsäure eingebracht ist.
Claims (21)
1. Vakuumisolationspaneel für den Einsatz in Kühlgeräten, mobilen Kühlboxen, Kühlwagen und Kühlhäusern, beinhaltend eine gas- und wasserdampfdichte, mechanisch beständige Umhüllung und ein in der evakuierten Umhüllung untergebrachtes Füllmaterial geringer Wärmeleitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung bildenden Folien (1) so miteinander verschweißt sind, daß die Verbindungszone (1a) nicht oder nur bereichsweise an den Stirnflächen (2) des VIP angeordnet sind.
2. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (2) so ausgeformt sind, daß mehrere VIP ohne optisch freien Durchgang aneinander stoßen.
3. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Isolationspaneel einen Rahmen bzw. eine Einfassung aus konventionellen Dämmstoffen aufweist, in die Befestigungselemente für den Einbau des Paneels integriert sind.
4. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffrahmen so geformt ist, daß mehrere VIP ohne optisch freien Durchgang aneinander stoßen können.
5. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung nur bereichsweise erfolgt.
6. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus Polyurethan-Hartschaum besteht.
7. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus expandierten Polystyrol besteht.
8. Vakuumisolationspaneel nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung aus einem mineralischen Schaum besteht.
9. Vakuumisolationspaneel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Folie für die Umhüllung PE oder PP ist.
10. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kunststoff als Laminat mit mehreren, gegebenenfalls verschiedenen Kunststoffschichten ausgebildet ist.
11. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumhüllung ganz oder teilweise mit diffusionshemmenden Stoffen beschichtet ist.
12. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese diffusionshemmende Schicht ein Metall oder Metalloxid ist.
13. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine SOL-GEL-Schicht mit SiOX-Bestnadteilen ist.
14. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (1a) zwischen den Deckschichten (1) durch Schweißen erfolgt.
15. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung unter hohem Druck erfolgt.
16. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verbindungslinie geformt, insbesondere mäanderförmig gewellt ist.
17. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die durch die Deckschichten (1) und die Randzone (1a) gebildete Umhüllung ein loses Füllmaterial (3), z. B. Schaumglasgranulat und/oder Kieselsäure eingebracht ist.
18. Vakuumisolationspaneel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (3) sowie das gesamte VIP nachträglich formbar ist.
19. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper durch mehrere nebeneinander angeordnete Teilfüllkörper gebildet ist.
20. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilfüllkörper unterschiedlich ausgebildet sind.
21. Vakuumisolationspaneel nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination von organischem Schaum z. B. Recyclingpolyurethan oder Polystyrol und/oder Kieselsäure und/oder Glasfaser und/oder Slähglas als Füllmaterial verwendet wird.
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