DE19954928C5

DE19954928C5 - Wärmeisolierung und Verfahren zum Herstellen einer Wärmeisolierung

Info

Publication number: DE19954928C5
Application number: DE1999154928
Authority: DE
Inventors: Armin Pojda; Heinz Gieselmann
Original assignee: AEG Hausgeraete GmbH
Current assignee: Electrolux Rothenburg GmbH Factory and Development
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: DE19954928C1

Abstract

Wärmeisolierung für wärmetechnische Geräte, bestehend aus mehreren, Hohlräume umschließenden Aluminiumfolien (1, 3), die mit einem wärmeisolierenden Medium gefüllt sind, wobei die Hohlräume durch mit den Aluminiumfolien verklebte Abstandshalter aus einem Dämm- bzw. Isolierstoff gebildet sind und wobei die Abstandshalter durch unmittelbar zwischen zwei Folien eingebrachte Kleberaupen (10) aus einem wärmebeständigen Kleber, insbesondere einem Silikonkleber, gebildet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeisolierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Wärmeisolierung.
Aus der DE-OS 25 49 834 ist ein Back- und Bratrohr mit einer die Muffel umgebenden wärmeisolierenden Umhüllung bekannt. Die wärmeisolierende Umhüllung umfaßt zum einen eine wärmereflektierende Folie, insbesondere einer Aluminiumfolie, die in einer oder mehreren Lagen um die an die Muffelöffnung angrenzenden äußeren Wandungsflächen der Muffel gewickelt ist, und zum anderen Distanzleisten zwischen den Wandungsflächen der Muffel und der Folie sowie zwischen den einzelnen Lagen der Folie, so daß zwischen den Distanzleisten und der Folie bzw. den Wandungsbereichen geschlossene Luftkammern gebildet sind. Es sind zwei oder drei Distanzleisten auf die Folie in deren Längsrichtung und weitere in deren Querrichtung geklebt. Die Distanzleisten bestehen aus einem wärmedämmenden Material wie Asbestschaumstoff. Die Folie zusammen mit den Distanzleisten wird von einer Rolle abgewickelt.
Aus der EP 0 775 866 A1 ist eine weitere wärmeisolierende Umhüllung für wärmetechnische Geräte bekannt, bei der zwischen Aluminiumfolien kugel- oder halbkugelförmige Abstandhalter aus wärmeisolierendem und wärmebeständigem Material wie Glasschaum, Perlit, Vermiculit, Aerogel oder dergl. eingeklebt sind.
Das Einkleben der Abstandshalter zwischen zwei Aluminiumfolien bedeutet jedoch fertigungstechnisch einen erheblichen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeisolierung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie einfacher herstellbar ist und daß verschiedenartigste Konfigurationen der Abstandshalter und der Folienzwischenräume in einfacher Weise erzielt werden können, sowie ein entsprechend einfaches Verfahren zur Herstellung einer Wärmeisolierung anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 12 verwirklicht.

Die Wärmeisolierung (thermische Isolierung), insbesondere für wärmetechnische Geräte wie beispielsweise Garöfen, umfaßt gemäß Anspruch 1 mehrere, aus einem wärmestrahlungsreflektierenden Material bestehende Folienlagen. Zwischen den Folienlagen sind nun mit einem Kleber (Klebstoff, adhäsiven Material) mit einer geringen Wärmeleitung gebildete Abstandhalter angeordnet zur Bildung von vorzugsweise mit einem wärmeisolierenden Medium wie Luft gefüllten Zwischenräumen. Gemäß der Erfindung sind also die gesamten Abstandshalter aus einem unmittelbar zwischen zwei Folienlagen eingebrachten Kleber gebildet.

Das Verfahren zur Herstellung einer Wärmeisolierung gemäß Anspruch 12 umfaßt die Verfahrensschritte:

a) Auftragen eines Klebers in einer vorgegebenen Dicke (und Formgebung) auf eine erste Folienlage aus wärmestrahlungsreflektierendent Material, insbesondere aus Aluminium,
b) Aufbringen einer zweiten Folienlage aus wärmestrahlungsreflektierendem Material auf den (noch im klebenden Zustand befindlichen) Kleber.

Der Kleber wird also gemäß der Erfindung nicht nur zum Verkleben vorgefertigter Abstandshalter wie beim Stand der Technik verwendet, sondern zur unmittelbaren Ausbildung der gesamten Abstandshalter selbst. Die Abstandshalter bestehen also vollständig aus dem wärmeisolierenden Klebematerial, das zugleich jeweils zwei benachbarte Folienlagen kontaktiert und miteinander verbindet. Die Verwendung ei

nes, zum Einsatz bei höheren Temperaturen auch entsprechend wärmebeständigen, Klebers für die Abstandshalter des Folienpakets hat eine ganze Reihe von Vorteilen. Zunächst wird die Fertigung der Folien-Wärmeisolierung gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfacht, insbesondere da für die Aufbringen von Kleber automatische Fertigungsverfahren bereits bekannt sind. Außerdem kann einfach und schnell eine Formgebung der Abstandshalter verändert oder neu angepaßt werden. Die Wärmeisolierung kann nach Art einer Wärmedämmwand oder -matte oder auch einer Umhüllung ausgebildet sein. Es kann nun die Wärmeisolerung in allen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, in denen ein Wärmefluß zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher Temperatur verringert werden soll, insbesondere zum Isolieren wärmeerzeugender Geräte, beispielsweise von Garöfen, Warmwasserbereitern oder Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, aber auch zum Isolieren von Kältegeräten oder Kältegefäßen (Kryotechnik).

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Wärmeisolerung und des Herstellverfahrens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den vom Anspruch 1 bzw. Anspruch 12 abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der verwendete Kleber ist vorzugsweise ein aushärtbarer oder selbstaushärtender Kleber, der in weichem, verformbaren Zustand aufgebracht wird und anschließend nach einem Aushärtungsprozeß oder einer bestimmten Zeit aushärtet.

Ein besonders vorteilhaftes Material ist ein Silikonkleber, der den Vorteil hat, daß keine schädlichen Emissionen erzeugt werden und wegen der geringen Wärmeleitung von Silikon auch eine gute thermische Isolation gewährleistet ist.

In einer Ausführungsform wird der Kleber dicker als der endgültige Folienabstand aufgebracht und, insbesondere nach dem Abdecken durch eine weitere Folienlage und im allgemeinen noch im weichen, plastisch verformbaren Zustand, auf die gewünschte Dicke (Höhe) der Abstandshalter zusammengedrückt (zusammengepreßt). Dies ermöglicht eine einfache und exakte Fertigung und Einstellung des Abstandes der Folien. zwischen Platten oder Walzen.

In einer alternativen Ausführungsform wird der Kleber im wesentlichen bereits in der dem gewünschten Folienabstand entsprechenden Dicke aufgebracht und verbleibt dann, gegebenenfalls unter Aushärtung, in dieser Dicke.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Kleber teilweise oder ganz in Gestalt von länglichen (eindimensionalen) Streifen oder Strängen, sogenannten Kleberaupen, zwischen die Folienlagen eingebracht. Dies ermöglicht ein Aufbringen ohne Unterbrechungen und ist besonders günstig für die Automatisierung bei der Fertigung. Die Anordnung der Kleberaupen über die Folienlagen kann in vielfältiger Weise periodisch oder aperiodisch gewählt werden. Neben einer Anordnung der Kleberaupen in einfachen parallelen Reihen kann auch eine Konfiguration gewählt werden, bei der die Kleberaupen in Form eines Gitters aus einander kreuzenden Reihen aufgebracht sind. Dies ergibt geschlossenzellige Hohlräume (Kammern), die Wärmeverluste durch Konvektion unterbinden und es insbesondere auch möglich machen, andere wärmeisolierende Medien als Luft einzuschließen.

Solche durch Kleber voneinander abgetrennte Zwischenräume (geschlossene Luftpolster) zwischen zwei Folienlagen können auch bei anderer Gestalt des Klebers gebildet sein, insbesondere auch bei einer flächigen Ausbildung (Klebeflächen). Innerhalb der Zwischenräume können außerdem zusätzliche Stützklebepunkte angeordnet sein.

Bei einer Gitterstruktur, bei der die Kleberaupen einander kreuzen und an diesen Kreuzungsstellen sich natürlich zu nächst Verdickungen bilden, bietet es sich inbesondere an, das Verfahren des Verdrückens des Klebers anzuwenden, bei dem der Kleber auch an den Kreuzungsstellen auf den normalen Abstand egalisiert werden kann. In einer anderen Ausführungsform können die Kleberaupen auch mäanderförmig eingebracht sein. Ferner kann zur Materialeinsparung der Kleber auch wenigstens teilweise punktförmig, insbesondere kugel- oder tropfenförmig, eingebracht sein. Solche punktförmigen Kontaktflächen haben auch den Vorteil einer geringeren Wärmeleitung.

Die Folienlagen können aus einer zusammenhängenden und entsprechend mehrfach übereinander gelegten Folie oder vorzugsweise aus einzelnen, voneinander getrennten Folien gebildet sein. Das Folienmaterial ist vorzugsweise Aluminium.

In einer besonderen Weiterbildung des Herstellverfahrens, das insbesondere für Wärmeisolierungen mit drei oder mehr Folienlagen geeignet ist, hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, den Kleber beidseitig auf eine Folienlage aufzubringen und beidseitig jeweils eine unbearbeitete Folienlage aufzufahren. Durch diese Art der Fertigung lassen sich mehrlagige Folienwärmeisolierungen besonders rasch und einfach herstellen.

Die Erfindung ermöglicht insbesondere eine Endlosfertigung durch Abwickeln der Folien von Rollen, Durchführen durch eine Beklebestation, Kaschieren mit der Gegenfolie, Durchführen durch eine Trockenstation und Wiederaufrollen bzw. Schneiden der Folienstränge in geeignete Strangabschnitte.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt eine Abwickelstation zum Abwickeln mehrerer Folien von Vorratsrollen, eine Auftragsstation zum Aufbringen von Kleberaupen auf wenigstens eine der Folien, eine Kalibrierstation zum Zusammenfahren der Folien auf den gewünschten Abstand, eine Härtestation zum Aushärten des Klebers und einer Schneid- oder Aufwickelstation für die fertiggeklebten Folienpakete.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Folienpaket-Wärmeisolierung,

2 ein vergrößertes Schnittbild durch eine zweilagige Umhüllung nach einem Kalibrierschritt,

3 ein vergrößertes Schnittbild durch eine zweilagige Umhüllung vor einem oder ohne einen Kalibrierschritt,

4 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Aluminiumfolie mit parallel aufgebrachten Kleberaupen,

5 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Aluminiumfolie mit senkrecht zueinander aufgebrachten Kleberaupen und

6 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Aluminiumfolie mit rautenförmig aufgebrachten Kleberaupen und

7 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Aluminiumfolie mit einer geschlossenzelligen Kleberanordnung.

Die 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer wärmeisolierenden Umhüllung bestehend aus drei voneinander beabstandeten Aluminiumfolien. Die Folien 1, 2 und 3 werden jeweils von Vorratsrollen 4, 5 und 6 abgezogen und in einer Kalibrierstation 7 zusammengefahren. Vorher werden in der Auftragsstation 8 mit Hilfe von Düsen 9 oder dergleichen Kleberaupen 10 und 1 sowohl auf die Ober- als auch die Unterseite der Aluminiumfolie 2 aufgebracht und zwar entweder als parallel zueinander verlaufende Streifen gemäß 4, oder aber auch in einem Gittermuster wie es in den 5 und 6 in unterschiedlicher Ausführung dargestellt ist. Beim Zusammenfahren der Aluminiumfolien 1 und 3 mit der mit Kleberaupen 10, 11 beschichteten mittleren Aluminiumfolie 2 in der Kalibrierstation 7 erfolgt ein Zusammendrücken auf den gewünschten Abstand d. Dieses Zusammendrücken und Kalibrieren ist auf jeden Fall dann notwendig, wenn die Kleberaupen gitterförmig einander überlagern, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Bei einer Konfiguration gemäß 4 könnte auch der ursprüngliche Abstand der Dicke der Kleberaupe beibehalten werden, das heißt ein nennenswertes Verdrücken wäre nicht erforderlich.

Die Kleberaupen bestehen aus einem wärmebeständigen Kleber, insbesondere einem emissionsfreien Silikonkleber. Bei 12 ist schematisch eine Härtestation angedeutet, in der die Kleberaupen ausgehärtet werden und bei 13 ist eine Aufwickelstation gezeigt, in der die fertige wärmeisolierende Umhüllung aufgerollt wird. Anstelle einer solchen Aufwickelstation könnte selbstverständlich auch eine Schneidstation verwendet werden, bei der die Endlosbahn der wärmeisolierenden Umhüllung in passende Längenabschnitte geschnitten werden. Diese Längenabschnitte können dann als Pakete zu Lager- oder Gebrauchseinheiten zusammengefaßt werden.

7 zeigt eine Aluminiumfolie 1 mit einem, beispielsweise rechteckigen, von einer Kleberaupe 10 umgebenen geschlossenen Zwischenraum 20. Innerhalb des Zwischenraumes 20 sind zur weiteren Stützung einer auf den Kleber aufzubringenden, nicht dargestellten Aluminiumfolie zusätzliche Klebepunkte 10' über die Aluminiumfolie 1 verteilt.

Es können sich weitere Zwischenräume seitlich an den Zwischenraum 20 anschließen, so daß eine gitterförmige Struktur entsteht, wie in 7 gestrichelt und in 5 und 6 dargestellt.

Claims

Wärmeisolierung, insbesondere für wärmetechnische Geräte wie beispielsweise Garöfen, umfassend mehrere; aus einem wärmestrahlungsreflektierenden Material bestehenden Folienlagen, zwischen denen durch an den Folienlagen klebende und mit einem wärmeisolierenden Material gebildete Abstandshalter, vorzugsweise mit einem wärmeisolierenden Medium gefüllte, Zwischenräume gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter aus einem unmittelbar zwischen zwei Folienlagen (1, 2, 3) eingebrachten Kleber (10,11) gebildet sind.
Wärmeisolierung nach Anspruch 1, bei der der Kleber (10, 11) auf die gewünschte Dicke der Abstandshalter verdrückt ist.
Wärmeisolierung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der Kleber wenigstens teilweise in Form von Kleberaupen (10, 11) eingebracht ist.
Wärmeisolierung nach Anspruch 3, bei der die Kleberaupen (10, 11) in Form eines Gitters, insbesondere aus einander kreuzenden Reihen, eingebracht sind.
Wärmeisolierung nach Anspruch 3, bei der die Kleberaupen (10, 11) mäanderförmig eingebracht sind.
Wärmeisolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kleber wenigstens teilweise wenigstens annähernd punktförmig eingebracht ist.
Wärmeisolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwischen zwei Folienlagen durch Kleber voneinander getrennte, geschlossene Zwischenräume gebildet sind.
Wärmeisolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Folienlagen aus einzelnen Folien gebildet sind.
Wärmeisolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kleber ein aushärtbarer oder selbstaushärtender Kleber ist.
Wärmeisolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kleber ein Silikonkleber ist.
Wärmeisolierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Folienlagen aus Aluminium bestehen.
Verfahren zur Herstellung einer Wärmeisolierung, bei dem Kleber, der zwischen Folienlagen Abstandshalter für vorzugsweise mit wärmeisolierendem Medium gefüllte Zwischenräume bildet, in einer vorgegebenen Dicke und zumindest teilweise in Form einer periodischen oder aperiodischen Anordnung von Kleberaupen auf eine erste Folienlage aus wärmestrahlungsreflektierendem Material, insbesondere aus Aluminium, aufgebracht wird und auf den Abstandshalter bildenden Kleber eine zweite Folienlage aus wärmestrahlungsreflektierendem Material, insbesondere aus Aluminium, aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Kleber nach dem Aufbringen der zweiten Folienlage, insbesondere zwischen Platten oder Walzen, auf einen gewünschten Folienabstand verdrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, bei dem Kleber beidseitig auf eine Folienlage aufgebracht wird und beidseitig eine unbearbeitete Folienlage aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Folienlagen von Rollen abgewickelt werden, durch eine Auftragsstation zum Aufbringen des Klebers geleitet, anschließend in einer Kalibrierstation zusammengefahren werden und schließlich durch eine Aushärtestation zu einer Aufwickel- oder einer Schneidestation transportiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem der Kleber wenigtens teilweise in Form von Klebepunkten aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem der Kleber nach dem Aufbringen ausgehärtet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 17 mit einer Abwickelstation zum Abwickeln mehrerer Folien (1, 2, 3) von Vorratsrollen (4, 5, 6), einer Auftragsstation (8) zum Aufbringen zueinander paralleler Streifen oder eines Gittermusters von Kleberaupen (10, 11), die zwischen Folienlagen Abstandshalter für vorzugsweise mit wärmeisolierendem Medium gefüllte Zwischenräume bilden, auf wenigstens eine der Folien (1), einer Kalibrierstation (7) zum Zusammenfahren der Folien (1, 2, 3) auf den gewünschten Abstand, einer Härtestation (12) zum Aus härten des Klebers (10, 11) und einer Schneid- oder Aufwickelstation (13).