DE20100386U1 - Thermal insulation component - Google Patents
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Description
Wärmedämmendes BauelementThermally insulating building element
Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes Bauelement, das eine erste und eine zweite Platte aufweist, die zueinander in einem Abstand angeordnet sind, wobei zwischen den Platten ein oder mehrere stützende Elemente angeordnet sind und wobei zwischen den Platten zumindest bereichsweise ein Vakuum herrscht.The invention relates to a heat-insulating component which has a first and a second plate which are arranged at a distance from one another, wherein one or more supporting elements are arranged between the plates and wherein a vacuum prevails between the plates at least in some regions.
Beim Wärmetransport werden drei Arten der Wärmeübertragung unterschieden, nämlich die durch Strahlung, die durch Wärmeleitung und die durch freie Konvektion. Dies gilt insbesondere bei der Wärmeübertragung durch gas- bzw. luftgefüllte Räume. Wenn der Raum evakuiert wird, wird die Wärmeübertragung bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten reduziert. Wird ein so großes Vakuum erzeugt, dass sich die einzelnen Gasmoleküle bei ihrer freien Bewegung nicht mehr berühren, wird die Wärmeübertragung durch freie Konvektion und durch Wärmeleitung völlig unterbunden. Da die Wärmeübertragung durch Strahlung im allgemeinen keine große Rolle spielt, ist es damit möglich, durch Erzeugung eines Vakuums in ein Bauteil ein Element mit guter Wärmeisolation zu schaffen.When it comes to heat transport, three types of heat transfer are distinguished: radiation, conduction and free convection. This is particularly true for heat transfer through gas- or air-filled spaces. If the space is evacuated, heat transfer is reduced if a temperature gradient is present. If a vacuum is created so large that the individual gas molecules no longer touch each other during their free movement, heat transfer through free convection and conduction is completely prevented. Since heat transfer through radiation generally does not play a major role, it is possible to create an element with good thermal insulation by creating a vacuum in a component.
Wärmedämmplatten der eingangs genannten Art - unter Nutzung des genannten Effekts - sind bekannt. Sie werden insbesondere im Hausbau eingesetzt. Aus DE 25 20 002 A1 ist ein Bauelement mit hoher Isolierfähigkeit bekannt, bei dem zwei Platten im Abstand angeordnet sind, zwischen denen ein Vakuum aufrechterhalten wird. Der Abstand zwischen den Platten wird durch eine Anzahl stiftförmiger Stege gehalten. Diese müssen die Kraft aufnehmen, die aufgrund des Vakuums zwischen den Platten diese zusammendrückt.Thermal insulation panels of the type mentioned above - using the above-mentioned effect - are known. They are used in particular in house construction. DE 25 20 002 A1 describes a construction element with high insulating properties in which two panels are arranged at a distance between which a vacuum is maintained. The distance between the panels is maintained by a number of pin-shaped webs. These must absorb the force that presses the panels together due to the vacuum between them.
Eine ähnliche Lösung geht aus der DE 29 51 330 Al hervor. Das dort beschriebene evakuierte Isolierelement weist denselben Aufbau auf. Dabei ist vorgesehen, daß die Platten abschnittsweise konvex ausgeführt sind, wodurch sich eine günstigere Aufnahme der Kräfte ergibt.
5A similar solution is described in DE 29 51 330 A1. The evacuated insulation element described there has the same structure. It is intended that the plates are designed to be convex in sections, which results in better absorption of the forces.
5
In der DE 28 27 818 Al ist ein wärmedämmendes Bauelement beschrieben, das von der gleichen Grundidee Gebrauch macht. Dort werden die beiden Platten, zwischen denen das Vakuum aufgebaut wird, mittels Stegen oder Rippen auf Abstand gehalten. Ähnliche Lösungen unter Nutzung eines Vakuums zur Verringerung der Wärmeübertragung sind aus der DE 30 11 676 Al und DE 30 12 096 Al bekannt.DE 28 27 818 Al describes a heat-insulating component that uses the same basic idea. The two plates between which the vacuum is created are kept at a distance by means of webs or ribs. Similar solutions using a vacuum to reduce heat transfer are known from DE 30 11 676 Al and DE 30 12 096 Al.
Nachteilig ist es bei den vorbekannten wärmedämmenden Bauelementen, daß ein recht hoher Aufwand getrieben werden muß, um die Dichtigkeif des Plattenverbundes sicherzustellen.The disadvantage of the previously known heat-insulating building elements is that a relatively high level of effort must be made to ensure the tightness of the panel composite.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wärmedämmendes Bauelement der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, dass die Herstellung einfacher und das Bauelement damit preiswerter wird, wobei gleichzeitig sichergestellt sein soll, dass das Vakuum in Inneren des Bauelements zuverlässig aufrechterhalten wird. Damit soll eine sehr gute Wärmeisolierung erreicht werden. Das Bauelement soll dabei sowohl zusätzlich als auch anstelle bekannter Wärmedämmelemente eingesetzt werden können.The invention is therefore based on the object of designing a heat-insulating component of the generic type in such a way that production is simpler and the component is therefore less expensive, while at the same time ensuring that the vacuum inside the component is reliably maintained. This is intended to achieve very good thermal insulation. The component should be able to be used both in addition to and instead of known heat-insulating elements.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung so wie der Zeichnung angegeben.This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims, the following description and the drawing.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, das Bauelement mit einer luftdichten Hülle zu umgeben. Dabei ist bevorzugt an eine kunststoff-The basic idea of the present invention is to surround the component with an airtight cover. Preferably, a plastic
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beschichtete Metallfolie gedacht. Die Kunststoffbeschichtung kann vorteilhafterweise dazu dienen, daß die luftdichte Hülle um die Platten und das stützende Element herum verschweißt werden kann. Eine weitere vorteilhafte fertigungstechnische Ausgestaltung ergibt sich dann, wenn die luftdichte Hülle schlauchförmig ausgebildet ist.coated metal foil. The plastic coating can advantageously serve to weld the airtight cover around the plates and the supporting element. Another advantageous manufacturing design is when the airtight cover is tubular.
Besondere Bedeutung hat die geometrische Ausgestaltung des Bauelements. Gemäß einer Weiterbildung ist daher vorgesehen, daß das stützende Element aus einem zentralen plattenförmigen Element besteht, von dem aus sich Stützen zumindest zu einer Seite erstrecken, wobei am Ende der Stützen die Platte bzw. die Platten aufliegen.The geometric design of the structural element is of particular importance. According to a further development, it is therefore provided that the supporting element consists of a central plate-shaped element from which supports extend at least to one side, with the plate or plates resting on the end of the supports.
Die Stützen sind dabei mit Vorteil kegelstumpfförmig ausgebildet und sind mit ihrer größeren Querschnittsfläche an dem plattenförmigen Element angeordnet. Dabei sind bevorzugt eine Vielzahl von Stützen äquidistant, insbesondere rasterförmig, über das plattenförmige Element verteilt angeordnet. The supports are advantageously designed in the shape of a truncated cone and are arranged with their larger cross-sectional area on the plate-shaped element. A large number of supports are preferably arranged equidistantly, in particular in a grid pattern, distributed over the plate-shaped element.
Ein besonders stabiler Aufbau ergibt sich dann, wenn die Platten an ihren dem stützenden Element zugewandten Seiten Einprägungen aufweisen, die formschlüssig mit dem Ende der Stützen zusammenwirken; dann sind die Platten formschlüssig relativ zum stützenden Element fixiert, was die Stabilität des Bauelements erhöht.A particularly stable structure is achieved when the panels have indentations on their sides facing the supporting element, which interact in a form-fitting manner with the end of the supports; the panels are then fixed in a form-fitting manner relative to the supporting element, which increases the stability of the structural element.
Bevorzugt bestehen die Platten aus PVC, während das stützende Element aus einem gut isolierenden, leichten und durckfesten Material angefertigt ist; hierfür kommt vor allem Polystyrol oder ein Styrolmischpolymerisat wie beispielsweise Styropor®in Frage. Die luftdichte Hülle ist vorzugsweise aus einer mehrschichtigen Folie angefertigt, die eine Kernschicht aus Aluminium und mindestens eine Kunststoffschicht aufweist.The panels are preferably made of PVC, while the supporting element is made of a material that is light and pressure-resistant and has good insulation properties; polystyrene or a styrene copolymer such as Styropor® is particularly suitable for this. The airtight cover is preferably made of a multi-layer film that has a core layer of aluminum and at least one plastic layer.
Gegenüber den vorbekannten wärmedämmenden Bauteilen hat das erfindungsgemäße Bauteil den Vorteil, daß die Herstellung preisgünstig möglich und daß das Gewicht des Bauteils vergleichsweise niedrig ist. Weiterhin hat das Bauteil eine relativ geringe Dicke, verglichen mit vorbekannten wärmedämmenden Bauteilen.Compared to the previously known heat-insulating components, the component according to the invention has the advantage that it can be manufactured inexpensively and that the weight of the component is comparatively low. Furthermore, the component has a relatively small thickness compared to previously known heat-insulating components.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein wärmedämmendesFig. 1 a cross section through a heat-insulating
Bauelement undComponent and
Fig. 2 eine Draufsicht auf das stützende Element des BauFig. 2 a plan view of the supporting element of the building
elements nach Fig. 1.elements according to Fig. 1.
Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte wärmedämmende Bauelement 1 weist zwei Platten 2 und 3 auf, die in einem festen Abstand &agr; zueinander angeordnet sind. Um die Platten 2, 3 auf Abstand zu halten, ist ein stützendes Element 4 vorgesehen. Dieses Element 4 besteht aus einem zentralen plattenförmigen Element 6, von dem aus sich eine Vielzahl von Stützen 7 erstrecken. Die Stützen 7 weisen eine kegelstumpfförmige Form auf, wobei die Enden 8 der Stützen in Einprägungen der Platten 2 und 3 sitzen. Dies erfolgt - wie Fig. 1 zu entnehmen ist - formschlüssig, d. h. in die Platten 2 und 3 sind jeweils an der dem zentralen plattenförmigen Element 6 zugewandten Seite Einprägungen eingebracht, in die die Enden 8 der Stützen 7 eingreifen.The heat-insulating component 1 shown in section in Fig. 1 has two plates 2 and 3 which are arranged at a fixed distance α from one another. In order to keep the plates 2, 3 at a distance, a supporting element 4 is provided. This element 4 consists of a central plate-shaped element 6 from which a plurality of supports 7 extend. The supports 7 have a frustoconical shape, with the ends 8 of the supports sitting in impressions in the plates 2 and 3. This takes place - as can be seen in Fig. 1 - in a form-fitting manner, i.e. impressions are made in the plates 2 and 3 on the side facing the central plate-shaped element 6, into which the ends 8 of the supports 7 engage.
Wie Fig. 2 entnommen werden kann, sind die Stützen 7 gleichmäßig verteilt über die Ebene des zentralen plattenförmigen Elements 6 angeordnet. Im Zusammenwirken mit den Ausnehmungen in den Platten 2, 3 ergibt sich damit eine stabile Konstruktion. Diese kann auch problemlos die Kräfte aufnehmen, die sich aufgrund des Vakuums V ergeben, das zwischen den Platten 2 und 3 und dem stützenden Element 4 wirkt. Der gasdichte Ab-As can be seen from Fig. 2, the supports 7 are evenly distributed over the plane of the central plate-shaped element 6. In conjunction with the recesses in the plates 2, 3, this results in a stable construction. This can also easily absorb the forces that arise due to the vacuum V that acts between the plates 2 and 3 and the supporting element 4. The gas-tight seal
schluß wird durch eine luftdichte Hülle 5 erreicht, die die Platten 2 und 3 samt stützendem Element 4 umgibt. Die Hülle 5 ist als kunststoffbeschichtete Metallfolie ausgeführt; die Kunststoffbeschichtung dient dabei primär dazu, die Folie um die Platten 2 und 3 und das stützende Element 4 herum zu verschweißen.The sealing is achieved by an airtight cover 5 which surrounds the plates 2 and 3 together with the supporting element 4. The cover 5 is designed as a plastic-coated metal foil; the plastic coating serves primarily to weld the foil around the plates 2 and 3 and the supporting element 4.
Das stützende Element 4 kann aus Hartschaum bestehen. Hierfür kommt beispielsweise Styropor® (Polystyrol) der Spezifikation PS 70 SE in Frage. Es kann aber auch aus jedem anderen gut isolierenden Material bestehen, beispielsweise aus Styrolmischpolymerisaten, die lediglich die notwendige Druckfestigkeit aufweisen müssen. Aufgrund des Vakuums und auch gegebenenfalls aufgrund des von außen auf das Bauelement wirkenden Drucks muß dieses so ausgelegt sein, daß es eine Druckkraft von mehreren Tonnen aufnehmen kann.The supporting element 4 can be made of rigid foam. For example, Styropor® (polystyrene) with the PS 70 SE specification can be used for this. However, it can also be made of any other material that is good at insulating, for example styrene copolymers, which only have to have the necessary compressive strength. Due to the vacuum and possibly also due to the pressure acting on the component from the outside, it must be designed in such a way that it can withstand a compressive force of several tons.
Die Platten 2 und 3 sind als Noppenplatten aus PVC ausgeführt. Hierfür können übliche Platten verwendet werden, wie sie bei der Hausisolierung zum Einsatz kommen. Die Platten 2,3 haben im wesentlichen die Aufgabe, die sie umschließende Folie (luftdichte Hülle 5) in den freien Bereichen zwischen den Stützen 7 abzustützen, damit sich der evakuierte Hohlraum ausbilden kann.The panels 2 and 3 are designed as pimpled panels made of PVC. Standard panels such as those used for house insulation can be used for this. The panels 2, 3 essentially have the task of supporting the film surrounding them (airtight cover 5) in the free areas between the supports 7 so that the evacuated cavity can form.
Das wärmedämmende Bauelement 1 kann beispielsweise als Bauteil mit den Abmessungen 25 cm &khgr; 50 cm &khgr; 5 cm ausgeführt sein. Ein solches Bauteil kann einen K-Wert von ca. 0,1 aufweisen. Die Wärmeisolierung eines solchen Bauteils entspricht dann etwa derjenigen einer 30 cm dicken Mineralwolleschicht, wie sie üblicherweise im Baubereich eingesetzt wird. Diese Platten werden zweckmäßigerweise innerhalb der Außenwand oder zwischen der tragenden Außenwand und der Fassade angebracht, und zwar so, daß die Platte nicht beschädigt wird und somit das Vakuum V bestehen bleibt.The heat-insulating component 1 can, for example, be designed as a component with dimensions of 25 cm x 50 cm x 5 cm. Such a component can have a K value of approximately 0.1. The thermal insulation of such a component then corresponds approximately to that of a 30 cm thick mineral wool layer, as is usually used in construction. These panels are expediently installed inside the outer wall or between the load-bearing outer wall and the facade, in such a way that the panel is not damaged and the vacuum V is thus maintained.
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Die erfindungsgemäßen wärmedämmenden Bauteile können nicht nur im Baubereich eingesetzt werden. Sie können vorteilhafterweise auch bei der Isolierung im Kraftfahrzeug, im Kühlschrank und bei anderen technischen Geräten zum Einsatz kommen.
5The heat-insulating components according to the invention can not only be used in the construction sector. They can also advantageously be used for insulation in motor vehicles, refrigerators and other technical devices.
5
Die erfindungsgemäß gewählte geometrische Ausgestaltung hat im Vergleich mit vorbekannten Wärmedämmplatten den Vorteil, daß die Wärmeleitung über das stützende Element mit den kegelstupfförmigen Stützen zu einer geringen Wärmeleitung durch das Element selber führt. Durch das eingebrachte Vakuum wird die Wärmeübertragung durch das Bauteil minimal.The geometric design chosen according to the invention has the advantage, compared to previously known thermal insulation panels, that the heat conduction via the supporting element with the truncated cone-shaped supports leads to a low heat conduction through the element itself. The introduced vacuum minimizes the heat transfer through the component.
• ··
7 Bezugszeichenliste:7 List of reference symbols:
1 wärmedämmendes Bauelement1 thermally insulating component
2 erste Platte2 first plate
3 zweite Platte3 second plate
4 stützendes Element4 supporting element
5 luftdichte Hülle5 airtight cover
6 zentrales plattenförmiges Element 7 Stützen6 central plate-shaped element 7 supports
8 Ende der Stützen8 End of the supports
&agr; Abstand&agr; distance
V VakuumV Vacuum
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20100386U DE20100386U1 (en) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Thermal insulation component |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE20100386U DE20100386U1 (en) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Thermal insulation component |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=7951418
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE20100386U1 (en) |
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Legal Events
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Effective date: 20070801 |