DE10058566A1 - Folienumhüllter, evakuierter Wärmedämmkörper und Herstellungsverfahren für diesen - Google Patents
Folienumhüllter, evakuierter Wärmedämmkörper und Herstellungsverfahren für diesenInfo
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Abstract
Die Erfindung richtet sich einerseits auf einen prismatischen, insbesondere plattenförmigen, von einer gasdichten Folie umhüllten und evakuierten Wärmedämmkörper, wobei ein stabiler, aus einem porösen Werkstoff vorgeformter Kern von einem einzigen Zuschnittbogen der gasdichten Folie vollständig umhüllt ist; sowie andererseits auf ein Herstellungsverfahren für diesen mit folgenden Schritten: DOLLAR A a) Herstellen eines der gewünschten Gestalt des Wärmedämmkörpers entsprechenden, prismatischen Kerns aus einem porösen Werkstoff; DOLLAR A b) Umhüllen der Mantelseite dieses Kerns mit einem einzigen Bogen der gasdichten Folie; DOLLAR A c) wenigstens teilweises Verschweißen der straff um den Kern gezogenen Folie entlang der Mantelseite des Kerns; DOLLAR A d) Heranfalten des Schweißnahtbereichs der Folie an die Mantelseite des Kerns; DOLLAR A e) streßfreies Zusammenfalten der stirnseitig über den Kern überstehenden Bereiche des Zuschnitts der gasdichten Folie unter Abdecken der und vollflächigem Anlegen an die stirnseitigen Kernoberfläche(n); DOLLAR A f) Verschweißen der zusammengefalteten Folienbereiche an wenigstens einer Stirnseite des Kerns; DOLLAR A g) Evakuieren des umhüllten Kerns; DOLLAR A h) vollständiges Verschweißen sämtlicher verbliebener Öffnungen der Folie unter Vakuum.
Description
Die Erfindung richtet sich auf einen ebenflächig berandeten, im allgemeinen
prismatischen, insbesondere quader- und/oder plattenförmigen, von einer
gasdichten Folie umhüllten und evakuierten Wärmedämmkörper sowie auf ein
Verfahren zu dessen Herstellung.
Eine hochwertige Wärmedämmung wird auf den vielfältigsten
Anwendungsgebieten benötigt. Neben der Versendung von gekühlten,
medizinischen Proben, Organen etc. in eigens zu diesem Zweck hergestellten
oder herstellbaren Behältern ist vor allem auch die Anwendung bei der
Wärmeisolation von Gebäuden von großer Bedeutung, da bei einer guten
Wärmedämmung der Primärenergiebedarf deutlich reduziert werden kann, was
eine wichtige Maßnahme zur Kompensierung der ständig steigenden Heizölpreise
darstellt. Eine Randbedingung bei all diesen, aber auch bei weiteren
Anwendungsfällen ist, dass hierfür verwendbare Wärmedämmkörper ein
möglichst kleines Volumen haben sollen, was aus den vielfältigsten, insbesondere
ästhetischen und praktikablen Gesichtspunkten folgt. Die Verwendung von
Styroporplatten bspw. vermag zwar an Gebäudeaußenwänden die Wärmeverluste
zu reduzieren, jedoch nicht in dem gewünschten Umfang, da hierzu die übliche
Plattenstärke von bspw. 5 cm nicht ausreichend ist. Bei
Wärmeisolationsbehältern, in denen Objekte während eines mehrtägigen
Transportes gekühlt aufbewahrt werden müssen, wurde daher bereits die
Verwendung von Vakuumisolationspaneelen vorgeschlagen. Derartige Paneele
bestehen aus einem porösen Kern, der von einer gasdichten Folie umhüllt und
sodann stark evakuiert ist. Durch Absaugen der Luft aus den Poren wird ein hoher
Anteil des potentiellen Wärmeübertragungsmediums entfernt, und ein
Wärmeverlust kann allenfalls durch Wärmeleitung innerhalb des Kerngerüstes
vonstatten gehen. Ein wichtiger Faktor für die Schaffung und langfristige
Einhaltung eines möglichst niedrigen Wärmeleitungskoeffizienten ist dabei neben
der Auswahl eines möglichst gut isolierenden Kernwerkstoffs auch eine möglichst
hundertprozentig gasdichte Umhüllung, so dass das Vakuum im Inneren eines
derartigen Isolationspaneels über einen möglichst langen Zeitraum - bei
Anwendungen im Baubereich bspw. über 50 oder mehr Jahre - aufrechterhalten
bleibt. Hierbei ist zu bedenken, dass derartige Folienumhüllungen zumeist aus
einem Kunststoffsubstrat bestehen, das an einer Seite eine versiegelbare
Beschichtung und an der anderen Seite eine gasdichte Metallisierung aufweist.
Während das Foliensubstrat elastisch und daher mehr oder weniger dehnbar ist,
kann die meist nur einige Nanometer starke Metallisierungsschicht stärkere
Dehnungen oder sonstige Verformungen nicht nachvollziehen und bekommt
solchenfalls mit bloßem Auge nicht erkennbare Mikrorisse, welche jedoch die
Dauer des inneren Vakuums erheblich reduzieren und daher das
Wärmeisolationsvermögen vorzeitig auf viel zu niedrige Werte begrenzen. In
diesem Zusammenhang verdient das bislang in der Praxis verwendete
Herstellungsverfahren für derartige Vakuumisolationspaneele Beachtung. Hierbei
wird aus zwei deckungsgleichen und mit ihren versiegelbaren Innenflächen
aneinandergelegten Folienzuschnitten mittels einer randseitigen U-förmig
verlaufenden Versiegelung entlang von drei der vier Außenkanten eine Tasche
hergestellt, in welche sodann der plattenförmige Kern eingeschoben wird.
Dadurch werden die zunächst aneinanderliegenden Folienzuschnitte
auseinandergedrückt, was insbesondere in den versiegelten Eckbereichen zu
einem erhöhten Streß für die Folie führt, die an diesen Stellen zu einer stärkeren
Verformung gezwungen wird. Anschließend wird die noch offene Taschenseite
innerhalb eines evakuierten Gefäßes versiegelt. Das solchermaßen gebildete
Vakuumisolationspaneel weist sodann einen durch die Stärke des Kerns definierten
Mittelbereich auf und einen Randbereich, der durch die ebenen und aneinander
liegenden und sich radial nach außen erstreckenden Schweißlaschen der beiden
aufeinanderliegenden Folien ergibt. Diese sich nach außen erstreckenden
Laschen stören bei dem stirnseitigen Aneinanderfügen mehrerer derartiger
Vakuumisolationspaneele erheblich, da sie infolge der hier doppelten Folienstärke
sehr steif sind und sich daher allenfalls insgesamt umknicken lassen. Dieses
Umknicken kann jedoch nur mit größtem Streß für die Folien durchgeführt werden,
und die Ecken erfordern gar ein mehrfaches Umknicken, um den überschüssigen
Folienbereich nach innen zu falten. Dieses Umknicken führt daher fast immer zu
einer Verletzung der Metallisierungsschicht und damit zu dem oben
beschriebenen Effekt einer starken Herabsetzung der Betriebsdauer hoher
Wärmeisolationsfähigkeit.
Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert das die
Erfindung initiierende Problem, gattungsgemäße Wärmedämmkörper derart
auszubilden, dass diese lückenlos aneinander gesetzt werden können, mit
vorzugsweise stumpf aneinander grenzenden Stirnseiten, so dass eine größere
Fläche bspw. an Bauwerken lückenlos mit derartigen Wärmedämmkörpern belegt
werden kann, und gleichzeitig soll während des Herstellungsverfahrens darauf
geachtet werden, dass die Umhüllungsfolie möglichst keiner Zugbelastung
ausgesetzt wird, damit die nur einige Nanometer dicke, metallische
Diffusionsbarriereschicht der Folie nicht aufreißen kann.
Die Lösung dieses Problems gelingt im Rahmen eines gattungsgemäßen
Verfahrens mittels der folgenden Schritte:
- a) Herstellen eines der gewünschten Gestalt des Wärmedämmkörpers entsprechenden, ebenflächig berandeten Kerns aus einem porösen Werkstoff;
- b) Umhüllen der Umfangs-, insbesondere Mantelseite dieses Kerns mit einem einzigen Bogen der gasdichten Folie;
- c) wenigstens teilweises Versiegeln der straff um den Kern gezogenen Folie entlang der Umfangs-, insbesondere Mantelseite des Kerns;
- d) Heranfalten des Schweißnahtbereichs der Folie an die Umfangs-, insbesondere Mantelseite des Kerns;
- e) streßfreies Zusammenfalten der stirnseitig über den Kern überstehenden Bereiche des Zuschnitts der gasdichten Folie unter Abdecken der und vollflächigem Anlegen an die end-, insbesondere stirnseitigen Kernoberfläche(n);
- f) Verssiegeln der zusammengefalteten Folienbereiche an wenigstens einer End-, insbesondere Stirnseite des Kerns;
- g) Evakuieren des umhüllten Kerns;
- h) vollständiges Versiegeln sämtlicher verbliebener Öffnungen der Folie unter Vakuum.
Die Erfindung wendet sich damit ab von dem Verfahren der Bildung einer
Folientasche, in die der Kern mit einer Stirnseite und mit seinem gesamten Mantel
bisher eingeschoben wird. Stattdessen wird zunächst ein Kern mit der
gewünschten Form des Wärmedämmkörpers hergestellt, und sodann wird dieser
von einem einzigen, zunächst ebenen Folienzuschnitt sukzessive eingehüllt.
Hierbei wird der Kern zunächst in einem Umfangs- oder Mantelbereich vollständig
von der Folie umgeben und diese sodann zu einer etwa schlauchförmigen, an
dem Kernumfang anliegenden Gestalt zusammengeschweißt, die noch zwei
Öffnungen im Bereich der End- oder Stirnseiten des Wärmedämmkörpers
aufweist. Vor dem weiteren Versiegeln dieser Stirnseiten werden die
überstehenden Folienbereiche durch geeignete Faltungen zunächst vollständig an
die betreffenden End- oder Stirnseiten des Kerns herangefaltet, so dass sie eine
vollflächige Abstützung erfahren, wobei infolge der ebenflächigen Berandung des
Kerns sowie möglichst scharfer Kanten desselben im Idealfall keinerlei
Wölbungen der Folie auftreten; diese kann vielmehr entlang von Kanten gefaltet
werden und erfährt daher sowohl bei dieser Faltung als auch bei dem
anschließenden Evakuieren nirgendwo eine die Funktion der metallischen
Diffusionsbarriereschicht gefährdende Zugbelastung. Da das Foliensubstrat selbst
nur wenige Mikrometer stark ist, sind die Verformungen an den Faltkanten derart
gering, dass die metallische Beschichtung diese ohne weiteres nachvollziehen
kann. Nach der stirnseitigen Versiegelung verbleibt eine etwa lotrecht von der
Kernoberfläche abstehende Schweißlasche, die sich jedoch gerade erstreckt und
über eine etwa rechtwinklige Kante in die angrenzenden Folienbereiche übergeht.
Dadurch kann auch das anschließende Heranfalten dieser Schweißlasche an die
betreffenden Stirnseiten des Kerns weitgehend streßfrei und damit ohne Gefahr
einer Beschädigung der Metallisierungsschicht durchgeführt werden. Schließlich
bereitet es keine Schwierigkeiten, den solchermaßen weitgehend verschlossenen
Körper durch einen vorläufig noch unverschlossenen Abschnitt einer Schweißnaht
zu evakuieren und sodann diesen noch verbleibenden Schweißabschnitt unter
Vakuum zu schließen. Indem solchermaßen alle Schweißlaschen streßfrei an die
Kernoberfläche herangefaltet werden, wo sie sodann bspw. adhäsiv fixiert werden
können, wird die Gestalt des fertigen Wärmedämmkörpers weitgehend durch die
Gestalt des vorgefertigten Kerns definiert. Im Bereich der Stirnseite eines
plattenförmigen Wärmedämmkörpers verbleiben keine abstehenden
Schweißlaschen, so dass es keine Schwierigkeiten bereitet, derartige
Wärmedämmkörper stumpf aneinander zu fügen, wodurch im Bereich zwischen je
zwei aneinander gesetzten Wärmedämmkörpern keine Wärmebrücken
verbleiben.
Es hat sich als günstig erwiesen, dass der Kern aus einem Pulver gepreßt wird.
Durch die einstellbare Verdichtung während des Preßvorgangs wird das zunächst
pulverförmige Granulat zunächst derart verdichtet, dass es eine für die weiters
Verarbeitung ausreichende Stabilität aufweist, während andererseits eine
genügende Anzahl von Zwischenräumen zwischen den einzelnen Partikeln
verbleibt, welche außerdem miteinander kommunizieren und daher leicht
evakuiert werden können, um die Wärmedämmung des Werkstoffs zu optimieren.
Eine vergleichsweise niedrige, mechanische Stabilität des Werkstoffs ist dabei
unkritisch, da der folienumhüllte und evakuierte Kern durch den äußeren Luftdruck
ein hohes Maß an mechanischer Stabilität erfährt. Das Pulver kann entweder
innerhalb einer Form gepreßt werden, so dass es sofort die endgültige Gestalt des
Wärmedämmkörpers erhält, oder es können bspw. Platten gepreßt werden, die
sodann durch Sägen und/oder Schneiden die endgültige Form erhalten.
Im Rahmen einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Kern
aus einem offenporigen Kunststoffschaum besteht. Mit diesem
Herstellungsverfahren lassen sich auch Kerne für Wärmedämmkörper mit
komplexer Gestalt anfertigen.
Die Erfindung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der Kern des
Wärmedämmkörpers mit einem gasdurchlässigen Filterpapier oder Vlies
umwickelt wird, welches beim Evakuieren lose Partikel des Kerns zurückhält. Da
sowohl bei gepreßten als auch bei geschäumten Kernen niemals sichergestellt
sein kann, dass während der Evakuierungsphase einzelne Partikel oder Flocken
aus dem Verbund gelöst und mitgerissen werden, ist eine Vorsichtsmaßnahme
zum Sauberhalten der Siegelnähte erforderlich, und hier hat sich eine Umwicklung
des Kerns mit einem Papier oder Faservlies bewährt, welches derart
herausgelöste Partikel wie in einem Filter festhält.
Es hat sich bewährt, dass der Kern vor dem Umhüllen mittels der gasdichten Folie
durch eine dünne Platte aus bspw. Karton abgedeckt wird. Ein derartiger Karton
bildet einen Schutz des Kerns bei dessen Handhabung während des
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, und er gewährleistet außerdem eine
glatte Außenfläche des Kerns ohne jegliche Erhebungen, welche während des
Evakuierungsvorgangs die Umhüllungsfolie durchstoßen oder zumindest deren
Metallisierungsschicht verletzen könnten.
Die Erfindung bietet ferner die Möglichkeit, dass der Kern vor dem Umhüllen
mittels der gasdichten Folie mit einem Kantenschutz aus einem vergleichsweise
harten, insbesondere organischen Werkstoff, z. B. Karton, versehen wird. Ein
derartiger Kantenschutz erhöht die Stabilität der exponierten Bereiche des
erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers gegenüber äußeren mechanischen
Einwirkungen insbesondere aufgrund unsachgemäßer Handhabung.
Indem die gasdichte Folie von einer langen Folienbahn abgeschnitten wird, deren
Breite wenigstens um die doppelte Minimalbreite einer Schweißbahn größer ist als
der Abstand zweier gegenüberliegender End-, insbesondere Stirnseiten des
vorgeformten Kerns, ist eine fließbandartige Herstellung erfindungsgemäßer
Wärmedämmkörper möglich, woraus sich bei großen Stückzahlen ein
kostensenkender Effekt ergibt. Im Idealfall werden von einer derartigen
Folienbahn immer rechteckige Stücke abgeschnitten, welche sodann um jeweils
einen Kern vollständig herumgeführt und allseitig verschlossen werden, so dass
bei einer derartigen Verarbeitung wenig Folienverschnitt auftritt.
Wenn der Kern und/oder die Folie vor dem Versiegeln bei Temperaturen um
100°C bis 200°C getrocknet wird, so ist sichergestellt, dass keinerlei Feuchtigkeit in
dem anschließend evakuierten Kern verbleibt, welche den Gasdruck erhöhen und
damit die Dämmfunktion verschlechtern würde. Das Ergebnis ist ein Produkt mit
einer höchsten Betriebsdauer.
Die Erfindung empfiehlt, dass im Rahmen des end-, insbesondere stirnseitigen
Zusammenfaltens die an die kürzeren End-, insbesondere Stirnkanten
angrenzenden Folienbereiche zuerst nach innen umgefaltet werden. Hierdurch
wird die Entstehung seitlicher Überstände über die betreffende Stirnseite
vermieden, so dass zum vollständigen Anklappen einer Schweißlasche an die
Oberfläche des erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers nur eine einzige
Faltung erforderlich ist, wodurch der durch die Herstellung bedingte Streß für die
Folie weiter vermindert werden kann.
Sofern die end-, insbesondere stirnseitigen, zusammengefalteten und versiegelten
Folienbereiche an die Oberfläche des Kerns herangefaltet werden, wird der
erfindungsgemäße Wärmedämmkörper allseitig von ebenen Flächen berandet
und kann somit stumpf an benachbarte Stirnseiten angrenzender
Wärmedämmkörper herangeschoben werden.
Bevorzugt werden die an die Oberfläche des Kerns herangefalteten Schweißnähte
adhäsiv an der darunter befindlichen Folienschicht festgelegt. Diese Maßnahme
dient zur Fixierung sämtlicher gefalteten Bereiche. Naturgemäß ist es völlig
ausreichend, wenn die jeweils zuletzt über eine Fläche gefalteten Bereiche, bspw.
umgeklappte Schweißlaschen, derart fixiert werden, da diese sodann gleichzeitig
alle darunter befindlichen Faltungsbereiche schützend umgeben.
Der bis auf eine einzige Öffnung vollständig umhüllte Wärmedämmkörper wird
anschließend auf ein partielles Vakuum unterhalb von 100 hPa, vorzugsweise
unter 10 hPa, insbesondere unter 1 hPa evakuiert. Dieses starke Vakuum
verbessert nicht nur das Wärmeisolationsvermögen eines erfindungsgemäßen
Wärmedämmkörpers erheblich, sondern es erhöht auch dessen mechanische
Stabilität, da der Kern ständig einer allseitigen Kompression ausgesetzt ist.
Gleichzeitig stellt jedoch dieses starke Vakuum eine Herausforderung für das
Abdichtungsvermögen der Umhüllungsfolie dar, welcher erst durch das
erfindungsgemäße, für die Folie streßfreie Herstellungsverfahren entsprochen
werden kann.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter, ebenflächig
berandeter, im allgemeinen prismatischer, vorzugsweise quaderförmiger,
insbesondere plattenförmiger, von einer gasdichten Folie umhüllter und
evakuierter Wärmedämmkörper unterscheidet sich von bekannten
Wärmedämmkörpern dadurch, dass ein stabiler, aus einem porösen,
insbesondere offenporigen Werkstoff vorgeformter Kern von einem einzigen
Zuschnittbogen einer gasdichten Folie vollständig umhüllt ist, wobei zwei
Stirnflächen frei von Faltungen und/oder Siegelnähten bleiben.
Die Verwendung eines einzigen Zuschnittbogens hat gegenüber dem aus dem
Stand der Technik bekannten, auf zwei taschenförmig zusammengeschweißten
Zuschnittbögen basierenden Prinzip den Vorteil, dass eine weitaus bessere
Anpassung an unterschiedliche Kernformen möglich ist, wobei gleichzeitig der
Schweißaufwand herabgesetzt werden kann, und außerdem ist es durch die
nachträgliche Umhüllung des Kerns durch den einzigen Folienzuschnitt möglich,
den Kern zur Abstützung bei der Faltung zu verwenden und die Folie straff zu
ziehen, so dass bei der Schrumpfung des Kerns infolge des Evakuierens nur eine
minimale Runzelbildung in der Folie zu befürchten ist. Die allseitige Abstützung an
dem Kern erlaubt die Ausbildung weitgehend ebener Mantel- und Stirnflächen, die
sich optimal für das Aneinandersetzen gleichartiger Wärmedämmkörper zur
Dämmung größerer Flächen eignen.
Der Kern kann aus einem Pulver gepreßt sein, bspw. aus pyrogener Kieselsäure.
Derartige, pyrogene Kieselsäure vereinigt eine ausreichende, mechanische
Stabilität mit einem hinreichend niedrigen Wärmeleitungskoeffizienten bei
mäßigem Evakuierungsdruck (1-10 mbar), und sie eignet sich hervorragend zur
Herstellung von Presslingen der unterschiedlichsten Formen.
Andererseits ist es auch möglich, dass der Kern aus einem Kunststoff geschäumt
ist, bspw. aus Polystyrol oder Polyurethan. Derartige Werkstoffe haben sich
bewährt, da sie chemisch stabil sind, eine ausreichende mechanische Festigkeit
mitbringen und in der Lage sind, aufgrund ihrer Offenporigkeit Gase während
eines Evakuierungsvorganges mit ausreichender Geschwindigkeit abzugeben.
Möglichst alle Kanten des Kerns sollten scharfkantig ausgebildet sein mit
Kantenradien von weniger als 1 bis 2 mm. Durch derart scharfe Kanten zwischen
den einzelnen, ebenen Flächen des Kerns ist sichergestellt, dass eine Folie mit
wenigen, vordefinierten Faltungen vollständig an die Kernoberfläche herangefaltet
werden kann, ohne dass hierdurch unvorhersehbare Zugbelastungen aufträten.
Es handelt sich hierbei um ein wichtiges Merkmal, das wiederum eine
ausreichende, mechanische Stabilität des Kerns bedingt. Denn die Folie sollte -
wie oben bereits erwähnt - straff um den Kern gespannt werden, wobei gerade die
Kanten einer erhöhten Verformungskraft ausgesetzt sind. Der Kern kann jedoch
mit einer derartigen, mechanischen Stabilität versehen werden, da er außerhalb
der Folie und damit unter ggf. ausreichendem Druck angefertigt werden kann.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass bei einer besonderen Ausführungsform alle
Umfangs-, insbesondere Mantelseiten des Kerns ausschließlich mit Außenkanten,
d. h. Kanten mit konvexer Krümmung, ausgebildet sein können. Hierdurch kann
gewährleistet werden, dass eine straff gespannte Folie sich allseitig an dem Kern
anlegt und nicht etwa von dessen Oberfläche abgehoben wird, wie dies bspw. an
Nuten oder sonstigen vertieften Oberflächenbereichen des Kerns der Fall sein
könnte.
Eine weitere Optimierung lässt sich dadurch erreichen, dass der Kern derart
gestaltet ist, dass die Summe der Flächenwinkel von jeweils zwei an derselben
End- oder Stirnfläche benachbarten Ecken 540° beträgt, insbesondere die
Summe der Flächenwinkel an einem Eck gleich 270° ist. Diese
Konstruktionsvorschrift geht aus von der Erkenntnis, dass im Bereich einer Ecke
eine Unstetigkeit vorliegt, die beim Heranfalten der angrenzenden Folienbereiche
an die Körperoberflächen zu einer zumindest teilweisen Überlappung der Folie
führen muss. Sofern diese Vorschrift eingehalten wird, kann bei einem geraden
Rand des überstehenden Folienbereichs, wie er bei Abschneiden des
betreffenden Folienzuschnitts von einer langen Folienbahn entsteht, sichergestellt
werden, dass eine bspw. mittig zwischen diesen Ecken verlaufende
Schweißlasche eine gleichbleibende Breite erhält, wodurch optimale
Voraussetzungen für einen Schweißvorgang gegeben sind.
Zueinander deckungsgleiche Seiten an gegenüberliegenden Bereichen des Kerns
erlauben ein fugenfreies Aneinandersetzen mehrerer Wärmedämmkörper.
Hierdurch wird im Bereich stumpfer Stoßkanten die Ausbildung von
Wärmebrücken gehemmt.
In der Praxis haben plattenförmige Kerne die größte Bedeutung, wobei der
Abstand zwischen den Plattengrundflächen konstant ist. Dadurch verlaufen die
stirnseitigen Schweißlaschen entlang einer Zwischenebene zwischen diesen
beiden Plattengrundflächen, und es ergeben sich daher in den Bereich zwischen
zwei symmetrisch zu dieser Zwischenebene liegenden Ecken symmetrische
Verhältnisse, welche eine gleichförmige Faltung begünstigen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Plattengrundflächen rechtwinklig sind.
Hierdurch kann bei plattenförmigen Kernformen die obige Eckenbedingung
eingehalten werden.
Eine Kerngeometrie, wobei die Kanten zwischen einer Stirnseite und der
angrenzenden Plattengrundseite des Kerns rechtwinklig sind, hat zur Folge, dass
sich eine durch Heranfalten an den Kern unter Beachtung einer parallelen
Kantenführung der äußeren bzw. freien Kante der aneinandergelegten
Folienüberstände gebildete Schweißlasche genau mittig zwischen den beiden
Plattengrundseiten des Kerns befindet. Dadurch ist es möglich, eine stirnseitige
Schweißlasche zu der einen Plattengrundseite hin umzuklappen, die
gegenüberliegende Schweißlasche dagegen zu der anderen Plattengrundseite, so
dass bei derart stumpf aneinandergesetzten Platten die jeweils aneinander
grenzenden, umgeklappten Schweißlaschen sich nicht überlappen, sondern
nebeneinander liegen, was ein besonders inniges Zusammenschieben
benachbarter Wärmedämmkörper erlaubt.
Wenn der Schmelzpunkt des Kerns oberhalb des Schmelzpunktes des
versiegelbaren Teils der Folie liegt, ist völlig ausgeschlossen, dass während des
Schweißvorganges Verformungen des Kerns auftreten könnten, welche zu
unvorhersehbaren Gestaltänderungen des fertigen Wärmedämmkörpers führen
könnten.
Mit großem Vorteil ist die Folie als Verbundfolie ausgebildet mit einem niedriger
schmelzenden Belag an ihrer Innenseite. Hierdurch wird eine Beschädigung des
eigentlichen Foliensubstrates während eines Schweißvorganges vermieden. Der
niedriger schmelzende Belag wird durch Erwärmen in einen mehr oder weniger
flüssigen Zustand versetzt, und durch Zusammenfließen der aufeinandergelegten
Schmelzschichten wird einerseits die Oberflächenspannung reduziert und
andererseits eine völlige Abdichtung des zu evakuierenden Dämmkörperinhalts
erreicht, die infolge ihrer großen Breite jegliche Gasdiffusion praktisch unmöglich
macht.
Erfindungsgemäß weist die Folie an ihrer Außenseite eine gasdichte
Metallisierung auf. Hierbei kann es sich bspw. um eine Aluminiumschicht handeln,
die eine Dicke von wenigstens einigen Nanometern aufweist. Dadurch ist es
möglich, das Foliensubtrat sehr dünn auszubilden, wodurch Faltungen desselben
ohne jeglichen Dehnungsstreß vorgenommen werden können.
Vorzugsweise ist der Folienzuschnitt rechteckig. Eine derartige Bemessung
erlaubt ein sukzessives Abschneiden derartiger Folienzuschnitte von einer
langgestreckten, kontinuierlich zugeführten Folienbahn. In einem Grenzfall wäre
es auch denkbar, anstelle eines rechteckigen Folienzuschnittes
parallelogrammförmige Zuschnitte zu verwenden, dis ebenfalls aus einer einzigen
Bahn fortlaufend herausgetrennt werden können, oder aber trapezförmige
Zuschnitte, bei denen jeweils aufeinander folgende Zuschnitte ihre Orientierung
wechseln, so dass die Trapezgrundseite abwechselnd an der linken und rechten
Folienbahn liegt.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die straff um den Kern gezogene
Folie entlang einer Umfangs-, insbesondere Mantelfläche des Kerns versiegelt ist.
Indem hier die Schweißlasche von den Mantelkanten weg in eine Mantelfläche
hinein verlegt ist, kann der Streß bei dem anschließenden Heranklappen einer
derartigen Schweißlasche an den Wärmedämmkörper minimiert werden.
Ein weiteres, erfindungsgemäßes Merkmal liegt darin, dass an einer zwischen den
Plattengrundflächen verlaufenden Stirnseite die Breite B des end-, insbesondere
stirnseitig über die Plattengrundfläche des Kerns überstehenden Bereichs des
Zuschnitts der gasdichten Folie an wenigstens einer Mantel-Stirn-Kante der
folgenden Bemaßung entspricht:
s + [(h/2).(1/sin β).(1 + cos β)] ≦ B ≦ h/sin β,
wobei:
h = Abstand zwischen den parallelen Plattengrundflächen
s = für eine ordnungsgemäße Schweißnaht erforderliche Breite der Schweißlasche
β = Kantenwinkel an der betreffenden Mantel-Stirn-Kante.
h = Abstand zwischen den parallelen Plattengrundflächen
s = für eine ordnungsgemäße Schweißnaht erforderliche Breite der Schweißlasche
β = Kantenwinkel an der betreffenden Mantel-Stirn-Kante.
Diese Bemessungsvorschrift setzt sich aus zwei Teil-Ungleichungen zusammen,
deren Beachtung sicherstellt, dass die Breite s einer Schweißfasche ausreichend
für die Schweißvorrichtung ist, jedoch noch schmal genug, um vollständig an die
betreffende Stirnseite herangeklappt werden zu können. Dabei wurde
berücksichtigt, dass im Fall einer geneigt verlaufenden Stirnseite zwischen
zueinander parallelen Plattengrundflächen an der spitzwinkligen Mantel-Stirn-
Kante ein geringerer Überstand B existiert, wenn der Kern bei dem mantelseitigen
Umwickeln mit seinen Mantelkanten lotrecht zu der Folienbahnachse ausgerichtet
war. Auch wenn dadurch bei aufeinanderliegenden, freien Kanten des
Überstandes bei der Ausbildung einer Schweißlasche letztere nicht mehr auf der
Mittelebene zwischen den beiden Plattengrundflächen liegt, sondern zu der
spitzwinkligen Kante hin verschoben ist, so wird dennoch die Tauglichkeit für den
Schweißvorgang wie auch die Eignung zum vollständigen Heranfalten über den
an die stumpfwinklige Kante angrenzenden, stirnseitigen Folienabschnitt
sichergestellt.
Die erfindungsgemäßen, qualitativ hochwertigen Wärmedämmkörper zeichnen
sich dadurch aus, dass die end-, insbesondere stirnseitig über den Kern
überstehenden Bereiche des Zuschnitts der gasdichten Folie unter Abdecken der
und vollflächigem Anliegen an den end-, insbesondere stirnseitigen Oberfläche(n)
des vorgeformten Kerns streßfrei zusammengefaltet sind. Die Möglichkeit eines
derartigen, streßfreien Faltens wird im Rahmen der Erfindung dadurch
geschaffen, dass die stirnseitigen Folienüberstände vor dem Versiegeln und damit
einzeln umgefaltet werden, wobei der Streß erheblich niedriger ist als bei dem
gemeinsamen Umfalten im versiegelten Zustand. Auch das nachträgliche
Heranklappen der Schweißlasche an die angrenzenden Folienbereiche ist dabei
als unkritisch einzustufen, da einerseits die hierzu verwendete Faltkante bei der
Bildung der Schweißlasche vor dem Schweißvorgang bereits angelegt wurde und
andererseits hierbei ein Folienbereich nur geradegestreckt wird, während der
andere Folienteil allenfalls gestaucht wird. Da die betreffende Biegekante bereits
vorhanden ist, muss auch der zu streckende Folienteil keinerlei Dehnung
ausführen, im Gegensatz zu dem Stand der Technik, wo durch die völlige
Neubildung eines Knickes nach dem Versiegeln äußerst ungünstige
Kräfteverhältnisse vorherrschen.
Wenn die Schweißnähte im Bereich der End-, insbesondere Stirnseiten etwa
parallel zueinander verlaufen, wird eine möglichst gleichförmige Gestalt der
versiegelten Stirnseiten geschaffen, so dass diese beim Aneinanderschieben
zweier derartiger, benachbarter Wärmedämmkörper wie die Teile eines Puzzels
ineinandergreifen und daher keinerlei Wärmebrücke hinterlassen.
Der Erfindungsgedanke erlaubt eine Weiterbildung dahingehend, dass die
Schweißnähte im Bereich der End-, insbesondere Stirnseiten etwa parallel zu
derjenigen Umfangs-, insbesondere Mantelfläche verlaufen, an der sich die
umfangs-, insbesondere mantelseitige Schweißnaht befindet. Hierdurch ist ein
kürzestmöglicher Verlauf sämtlicher Schweißnähte sichergestellt. Als besonders
günstig hat es sich hierbei erwiesen, wenn die stirnseitigen Schweißnähte parallel
zu den Grundseiten eines plattenförmigen Wärmedämmkörpers verlaufen und die
mantelseitige Schweißnaht entlang einer der großflächigen Plattengrundseiten, da
solchenfalls die für das stumpfe Aneinandersetzen mehrerer Wärmedämmkörper
wichtigen Stirnseiten des Wärmedämmkörpers nur so wenig als möglich von dem
Ideal einer völlig ebenen Fläche abweichen. Da die Folien vor dem Versiegeln
einzeln umgefaltet sind, ist die zusätzliche Stärke in dem überlappenden Bereich
minimal und kann nahezu vernachlässigt werden. Außerdem lassen sich diese
überlappenden Bereiche vorausberechnen und ggf. durch entsprechende,
minimale Vertiefungen innerhalb des vorgefertigten. Kerns berücksichtigen.
Durch die erfindungsgemäße Faltung laufen im Bereich einer Ecke des
vorgeformten Kerns fünf Faltkanten zusammen. Hiervon entsprechen zwei
Faltkanten je einer Kante des Kerns im Bereich dieser Ecke, zwei weitere
Faltkanten folgen im endgültigen Zustand der dritten Kante in diesem Eckbereich,
und die fünfte Faltkante trennt zwei vorzugsweise deckungsgleiche
Winkelbereiche, die durch das Wegfalten des überschüssigen Folienbereichs an
der betreffenden Ecke bedingt sind.
Die erfindungsgemäße Faltung ist ferner dadurch charakterisiert, dass eine der
Faltkanten einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise von etwa 45° mit
wenigstens einer, vorzugsweise zwei benachbarten Faltkante(n) einschließt. Es
handelt sich hierbei um die letzte der oben beschriebenen Faltkanten, welche die
beiden vorzugsweise identischen Winkel voneinander trennt. Dieser Winkel
definiert einen Teil, vorzugsweise die Hälfte des wegzufaltenden Folienbereichs
an der betreffenden Ecke und kann daher je nach der Geometrie der betreffenden
Ecke in mehr oder weniger großen Grenzen schwanken. Da bei dem
erfindungsgemäßen Kern zwei aneinandergrenzende Flächen zwar nicht
unbedingt lotrecht aufeinanderstehen müssen, andererseits jedoch zumindest
nicht übertrieben spitzwinklig aufeinander treffen sollten, da an derart exponierten
Stellen eine Beschädigungsgefahr besonders hoch wäre, bewegt sich der Winkel
des wegzufaltenden Folienbereichs in einem mehr oder weniger engen
Toleranzbereich, wobei an einer Ecke mit völlig rechtwinklig aufeinander
treffenden Kernkanten ein Überlappungswinkel von 45° vorzufinden ist.
Bei Beachtung der obigen Vorschriften für die Folienüberstandsbreite B treffen
sich unterhalb einer stirnseitigen Schweißlasche zwei von zwei benachbarten, zu
beiden Seiten der Schweißlasche liegenden Ecken ausgehende Faltkanten
außerhalb der betreffenden End-, insbesondere Stirnkante. Wie oben ausgeführt,
beginnt an jeder Ecke des Kerns eine zu keiner der angrenzenden Kernkanten
parallele Faltkante, und bei einer streßfreien Faltung muss eine derartige "schiefe"
Faltkante auf jeweils eine von einer benachbarten Ecke ausgehende, ebenfalls
"schiefe" Faltkante treffen, und zwar außerhalb der die beiden Ecken
verbindenden Kante. An diesem Treffpunkt enden die beiden schiefen Faltkanten
und werden im Idealfall durch zu den Kanten des Kerns parallele Faltkanten
fortgesetzt. Dadurch ergibt sich ein dreieckiger Faltbereich, der auf eine der an die
betreffende Verbindungskante angrenzenden Flächen umgefaltet werden kann.
Hierfür wird vorzugsweise diejenige Fläche ausgewählt, entlang der die
betreffende, stirnseitige Schweißnaht verläuft.
Auch an dem außerhalb der betreffenden End-, insbesondere Stirnkante
liegenden Treffpunkt laufen insgesamt fünf Faltkanten zusammen. Zwei dieser
Faltkanten begrenzen das oben beschriebene Faltdreieck, während zwei
zueinander vorzugsweise symmetrische Faltlinien jeweils eines über einen Teil
dieses Faltdreiecks gefalteten Überlappungsbereich begrenzen, und die letzte
dieser Faltkanten verläuft radial durch die angrenzende Schweißlasche nach
außen und bildet entweder deren äußere Begrenzungskante oder begrenzt einen
durch das Wegfalten bedingten, endseitigen Überlappungsbereich einer
Schweißlasche.
Sofern die Faltkanten an den End-, insbesondere Stirnseiten derart verlaufen,
dass Folienabschnitte stets mit zwei Innenflächen oder mit zwei Außenflächen
aneinanderliegen, kann unbedenklich an jedem gewünschten Pfad eine
Schweißnaht angeordnet werden, da alle versiegelbaren Flächen dieses Bereichs
stets durch eine ebenfalls versiegelbare Fläche bedeckt sind und somit ein
Zusammenfließen der niedrigerschmelzenden Beschichtungen erlauben.
Weitere Vorzüge ergeben sich dadurch, dass die an die kürzeren End-,
insbesondere Stirnkanten angrenzenden Folienbereiche zuunterst nach innen
umgefaltet sind. Dadurch ist es möglich, die in dem Bereich der darangrenzenden
Flächen wegzufaltenden Überstände an die betreffende Stirnfläche heranzufalten,
so dass die zu den längeren End- insbesondere Stirnkanten parallele
Schweißlasche an diesen kürzeren End- und insbesondere Stirnkanten endet und
daher in einem einzigen Arbeitsgang an die betreffende Stirnseite herangeklappt
werden kann.
Zum luftdichten Abschluß des folienumhüllten Wärmedämmkörpers an dessen
Stirnseiten sind die zusammengefalteten Folienbereiche an den End-,
insbesondere Stirnseiten des Kerns versiegelt. Im Gegensatz zum Stand der
Technik wird bei der Erfindung mit dem stirnseitigen Versiegeln gewartet, bis die
einlagige Folie so weit als möglich an den Kern herangefaltet ist, um den
anschließenden Faltungsstreß so niedrig als möglich zu halten. Bei einer
Ausführungsform, wo die Grundseiten einer flächigen Wärmedämmplatte als
Stirnseiten im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
verwendet werden, können die Stoßfugen an den Schmalseiten einer derartigen
Wärmedämmplatte bis auf die einzige, dort verbleibende Mantelschweißnaht völlig
faltenfrei gemacht werden, wodurch das Aneinanderfügen gleichförmiger
Dämmplatten ohne jegliche Wärmebrücken in den Zwischenbereichen weiter
begünstigt wird.
Indem die end-, insbesondere stirnseitigen, zusammengefalteten und versiegelten
Folienbereiche an die betreffende End-, insbesondere Stirnseite herangefaltet
sind, wird die durch den Kern vorgegebene Gestalt des Wärmedämmkörpers so
exakt als möglich approximiert, so dass mit erfindungsgemäßen
Wärmedämmkörpern auch eng festgelegte, geometrische Toleranzbereiche
eingehalten werden können.
Die Erfindung lässt sich dadurch ergänzen, dass die an die Oberfläche des Kerns
herangefalteten Schweißnähte adhäsiv an der darunter befindlichen Folienschicht
festgelegt sind. Dadurch wird sichergestellt, dass auch während einer längeren
Lagerzeit die umgeklappten Schweißlaschen sich nicht wieder aufrichten, und
dadurch den Einbau eines derartigen Wärmedämmkörpers behindern könnten.
Die Erfindung erfährt eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, dass die
mantelseitige Schweißnaht aus mehreren Abschnitten gebildet ist, die sich
überschneiden und/oder überlappen. Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens ist
es möglich, die mantelseitige Schweißlasche zunächst nur im Bereich der beiden
Stirnseiten des zu umhüllenden Kerns zu versiegeln, ggf. an die Mantelfläche
heranzuklappen und evtl. dort adhäsiv zu fixieren, so dass die stirnseitigen
Faltungen und Versiegelungen ordnungsgemäß durchgeführt werden können.
Etwa in der Mitte der mantelseitigen Schweißnaht verbleibt jedoch eine Öffnung,
die zum großflächigen Evakuieren des noch enthaltenen Gasvolumens verwendet
werden kann. Innerhalb des Vakuumbehälters kann sodann die verbleibende
Öffnung noch vollständig zugeschweißt werden, wobei Überschneidungen
und/oder Überlappungen mit den anfänglich - hergestellten Teil-Schweißnähten
sicherstellen, dass der Innenraum des evakuierten Wärmedämmkörpers
hermetisch abgeschlossen ist.
Das partielle Vakuum in dem evakuierten Wärmedämmkörper sollte unterhalb von
100 hPa, vorzugsweise unter 10 hPa, insbesondere bei etwa 1 hPa liegen. Dieser
sehr niedrige Druck hat zur Folge, dass mit den erfindungsgemäßen
Wärmedämmplatten bei einer Stärke von bspw. nur 2 bis 4 cm dieselbe
Wärmeisolation erreicht werden kann wie mit einem zehnmal so dicken, nicht
evakuierten Styroporkörper.
Zur Perfektionierung des erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers kann
vorgesehen sein, dass seine Oberfläche mit einer Profilierung, bspw. Riffelung,
versehen ist. Diese Profilierung kann insbesondere von einer Profilierung des
Kerns herrühren und den unterschiedlichsten Zwecken dienen, bspw. zur
Verbesserung der Hafteigenschaften aufzuklebender oder sonstwie zu fixierender
Deckschichten wie bspw. Tapeten od. dgl., zur Verbesserung der
Abdichtungseigenschaften im Bereich von Stoßfugen, etc.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass wenigstens ein Fortsatz
der Folienumhüllung vorgesehen ist, der ein Verschweißen mit einem
entsprechenden Fortsatz eines benachbarten Wärmedämmkörpers erlaubt.
Hierbei kann es sich um einen im Bereich einer stirnseitigen Versiegelung
überstehenden Bereich eines Folienteils einer Schweißlasche handeln, der zur
Ausbildung einer gemeinsamen Schweißnaht mit einem ebenfalls überstehenden
Randbereich einer benachbarten Wärmedämmplatte überlappend
aneinandergefügt werden kann.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der
Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung
erfindungsgemäßer Wärmedämmkörper;
Fig. 2 das Detail II aus Fig. 1;
Fig. 3 die Schweißvorrichtung aus Fig. 2 während des Schweißvorgangs;
Fig. 4 den Wärmedämmkörper nach Umfalten der gemäß Fig. 3
hergestellten Schweißnaht;
Fig. 5 die Herstellung einer streßfreien, stirnseitigen Faltung bei einer
ersten Ausführungsform der Erfindung in einer ersten
Faltungsphase;
Fig. 6 eine zweite Phase bei der Faltung nach Fig. 5;
Fig. 7 eine sich anschließende, dritte Phase bei der Faltung nach den Fig.
5 und 6, so dass sich eine aufgerichtete, versiegelbare Lasche
ergibt;
Fig. 8 das Umfalten der Schweißlasche aus Fig. 7 im Anschluß an den
Schweißvorgang;
Fig. 9 eine andere, erfindungsgemäße Möglichkeit zur Herstellung einer
streßfreien, stirnseitigen Faltung in einer Zwischenfaltungsphase, in
deren Anschluß sich eine aufgerichtete, versiegelbare Lasche ergibt;
Fig. 10 ein erstes Umfalten der Schweißlasche aus Fig. 9 im Anschluß an
den Schweißvorgang;
Fig. 11 ein weiteres Heranfalten eines Teils der Schweißlasche an die
Stirnseite des Wärmedämmkörpers;
Fig. 12 den gesamten Wärmedämmkörper in dem Faltungszustand gemäß
Fig. 7 oder 9 nach Durchführen der stirnseitigen Versiegelung;
Fig. 13 das Detail XIII aus Fig. 1; sowie
Fig. 14 den fertigen Wärmedämmkörper in der Draufsicht;
Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht eine nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitende Produktionslinie 1 zur Herstellung von Wärmedämmkörpern
2 beispielsweise von der in Fig. 14 in der Draufsicht wiedergegebenen,
plattenförmigen Gestalt.
Nicht dargestellt ist ein Formgebungsprozeß, mit dem ein Kern 3 aus einem
Pulver, bspw. pyrogener Kieselsäure gepreßt, oder aus einem Kunststoff, bspw.
aus Polystyrol oder Polyurethan, geschäumt wird. Dieser Kern-Formling kann
bereits die gewünschte Gestalt des herzustellenden Wärmedämmkörpers 2
aufweisen oder zu diesem Zweck noch nachbearbeitet werden, bspw. zersägt
oder geschnitten. Die Kernrohlinge sollten möglichst exakt der gewünschten Form
des endgültigen Wärmedämmkörpers 2 entsprechen, allenfalls kann eine
Schrumpfung während der Evakuierungsphase in der Größenordnung von etwa 5%
durch eine entsprechende Überdimensionierung kompensiert werden.
Von einem Zwischenlager werden die Kernrohlinge 3 entnommen und zunächst in
einer ersten Bearbeitungsstation 4 von einem Vlies umhüllt. Dieses hat die
Aufgabe, während der späteren Evakuierungsphase evtl. aus dem Kernverbund
herausgelöste Partikel zurückzuhalten und dadurch die Evakuierungsanlage vor
einer Beschädigung zu schützen.
Anschließend wird der Kernrohling 3 von einer Fördereinrichtung 5 zu einer
Trocknungsstation 6 transportiert 7. Hier werden die mit dem Vlies 8 umhüllten
Kerne 3 auf eine Temperatur zwischen 100°C und 200°C erhitzt, um evtl. noch
enthaltene Restfeuchte vollständig auszutreiben. Sodann fahren 7 die
vliesumhüllten Kerne 3 zu einer Umhüllungsstation 9, wo die getrockneten Kerne
3 samt ihrer Vliesumhüllung 8 in eine Kunststoffolie 10 eingeschlagen werden. Die
Kunststoffolie 10 besteht aus einem Kunststoffsubstrat, das mit einer
versiegelbaren Schicht eines niedriger schmelzenden Kunststoffs an einer Seite
und zusätzlich mit einer vorzugsweise metallischen Diffusionsbarriereschicht
versehen ist, die in das Substrat eingebettet und/oder mit einer oder mehreren
schützenden Schichten vorzugsweise aus Kunststoff abgedeckt ist. Die Folie 10
ist auf einer Rolle 11 aufgewickelt, und ihre Breite entspricht in dem vorliegenden
Fall der Umhüllung eines quaderförmigen Kerns 3 der Summe aus dessen quer
zu der Folienbahn 10 gemessener Breite b zuzüglich seiner lotrecht zu der
Förderrichtung 7 gemessenen Höhe h zuzüglich zwei mal der für eine
Versiegelung erforderlichen Breite einer Schweißlasche s. Andererseits soll eben
diese Schweißlaschenbreite s gleich oder kleiner sein als die halbe Höhe h des
Kerns 3.
Von dieser sehr langen Folienbahn 10 wird die jeweils vorderste Kante 12 bspw.
an einer oberhalb der Fördereinrichtung 5 angeordneten Schweißbacke 13 fixiert.
Die andere Schweißbacke 14 und die Folienrolle 11 befindet sich zu diesem
Zeitpunkt unterhalb der Fördereinrichtung 5, so dass der weiter bewegte Kern 3
die Folie 10 mit seiner Vorderkante 15 mitnimmt etwa bis in die Position, die in
Fig. 2 dargestellt ist. Sodann schwenkt die Schweißbacke 14 durch einen Spalt in
der Fördereinrichtung 5, welche bspw. als Rollenbahn ausgebildet sein kann,
nach oben, wobei gleichzeitig durch Bremsen der Folienrolle 11 eine verzögerte
Folienabgabe 10 erreicht werden kann, so dass diese stets straff gespannt bleibt.
Beim Hochschwenken nähert sich die Schweißbacke 14 der feststehenden
Schweißbacke 13, und schließlich werden diese beiden Elemente
zusammengepreßt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, und unter thermischer
Einwirkung verschmelzen die aneinander liegenden Schweißschichten der Folie
10. Außerhalb der Schweißnaht wird die den Kern 3 umgebende Folie 10 von der
restlichen Bahn 10 abgeschnitten.
Als nächstes wird die zunächst noch lotrecht von der oberen Plattengrundfläche
16 abstehende Schweißlasche 17 an die Oberseite 18 des Wärmedämmkörpers 2
herangeklappt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, und sie kann in dieser Position
bspw. mittels eines Heißklebers adhäsiv fixiert werden. In diesem Zusammenhang
soll angemerkt werden, dass die Schweißbacken 13, 14 auch derart ausgebildet
sein können, dass sich keine durchgehende Schweißnaht ergibt, sondern eine
unterbrochene Schweißnaht 19, wie dies in Fig. 12 auf der umgeklappten
Schweißlasche 17 dargestellt ist. Dadurch verbleibt zwischen den beiden
Schweißabschnitten 20, 21 eine Öffnung 22, durch welche zu einem späteren
Zeitpunkt die in dem Kern 3 enthaltene Luft abgesaugt werden kann.
In Förderrichtung 7 schließt sich nun eine weitere Bearbeitungsstation 23 an, in
der die Stirnseiten 24 des mantelseitig 25 bereits von der Folie 10 umschlungenen
Kerns 3 durch die am Ausgang der Umhüllungsstation 9 seitlich nach
überstehenden Folienränder abgedeckt und versiegelt werden.
Dieser seitliche Verschluß kann gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung nach den in den Fig. 5 bis 8 wiedergegebene Verfahrensschritten
vollzogen werden. Hierbei wird in einer ersten Phase (Fig. 5 bis 7) der
überstehende Randbereich 26 derart zusammengefaltet, dass dieser einerseits
die betreffende Stirnfläche 24 vollständig abdeckt und andererseits zu einer etwa
lotrecht von dieser wegragenden, ebenen Schweißlasche 27 gefaltet wird. Diese
Schweißlasche 27 wird sodann mittels eines nicht wiedergegebenen
Verschweißungsgerätes verschlossen, und schließlich wird die Schweißlasche 27
an die Stirnseite 24 herangeklappt, wie dies in Fig. 8 wiedergegeben ist.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass zur Ausbildung einer optimalen
Abdeckung der Stirnseite 24, d. h. einer wölbungsfreien, planparallelen Anlage der
Folie 10, und für die Bildung einer gleichermaßen für den Schweißvorgang gut
geeigneten Schweißlasche 27, d. h. einer ebenen Lasche mit einer konstanten
Breite, eine bestimmte Faltungsstrategie besondere Vorzüge bietet. Diese ist in
den Fig. 5 bis 7 wiedergegeben.
Aus der Fig. 8 erkennt man, dass eine Schweißlasche 27 dann optimal ist, wenn
ihre Breite s kleiner ist als die halbe Höhe h des plattenförmigen
Wärmedämmkörpers 2, da sie solchenfalls vollständig an die betreffende
Stirnseite 24 herangefaltet werden kann und nicht über deren Kante 28 übersteht.
Aus demselben Grund ist es wichtig, das die endseitigen Kanten 29 der
Schweißlasche 27 nicht über die angrenzende Stirnseite 15 der
Wärmedämmplatte 2 überstehen.
Bei der Lösung der solchermaßen definierten Teilaufgabe gingen die Erfinder aus
von der Erkenntnis, dass im Bereich jeder Ecke 29 eines insbesondere
quaderförmigen Kerns 3 insgesamt drei Seiten 15, 16, 24 aneinander stoßen. Da
bei einem Quader jede Ecke einen rechten Winkel darstellt, ist die Summe aller
an einer derartigen Ecke 29 zusammenstoßenden Winkel β1, β2, β3 definiert 1:
β1 + β2 + β3 = 3.90° = 270°.
Da andererseits die Folie ihren auf der Ecke 29 liegenden Punkt vollständig und
somit entlang eines Kreises von 360° umgibt, verbleibt ein überschüssiger Bereich
von 90°, der gemäß der vorliegenden Erfindung weggefaltet wird, damit die Folie
10 nicht bspw. durch Zuschneiden von der rechteckigen Gestalt abweichend
bearbeitet werden muss. Dieses Prinzip des Wegfaltens hat den Vorteil, dass
sichergestellt ist, dass die Folie an dieser Stelle keinerlei Öffnung erhalten kann,
durch welche später Luft in den evakuierten Wärmedämmkörper 2 eindringen
könnte.
Das Wegfalten erfolgt dadurch, dass der überschüssige Winkel, der bei einem
Quader 90° beträgt, an einer der drei Seiten, im vorliegenden Fall an der
Stirnseite 24, durch einen mehrlagigen Bereich der Folie 10 aufgefangen wird. In
einem Bereich wird die Stirnseite 24 daher nicht durch eine einzige Folienlage 10,
sondern durch eine dreifache Folienlage verdeckt. Die zwei zusätzlichen
Folienlagen 30, 31 sind in Fig. 5 anhand der angrenzenden Faltkanten 32-34 zu
erkennen. Dabei teilt eine mittlere, gegenüber sämtlichen an die Ecke 29
anstoßenden Kanten 28, 35, 36 schräg verlaufende Faltkante 34 den
überschüssigen und daher wegzufaltenden Folienbereich 30, 31 in zwei
gleichgroße Winkel α1, δ1, im vorliegenden Fall gilt:
α1 = δ1 = 45°.
Wie man aus den Fig. 5 bis 8 erkennen kann, ist die Faltung völlig
symmetrisch zu einer zwischen den beiden Plattengrundflächen 16, 37
verlaufenden, zu diesen parallelen Mittelebene, so dass an der bezüglich einer
dieser Mittelebene lotrecht durchsetzenden Kernkante 36 gegenüberliegenden
Ecke 38 des Kerns 3 spiegelbildliche Faltungen auftreten, wobei insbesondere die
Faltkante 32 mit der von der ersten, betrachteten Ecke 29 ausgehenden Faltkante
zusammenfällt. Da die Faltkante 33 im Zustand gemäß Fig. 7 parallel zu der
Faltkante 32 bzw. der Kernkante 36 verläuft, muss diese einen rechten Winkel zu
der Kernkante 28 einschließen, die wiederum rechtwinklig gegenüber der
Kernkante 35 verläuft. Die Faltkante 33 verläuft also - bezogen auf den noch völlig
ungefalteten Randüberstand 26 - koaxial zu der Kernkante 35 und damit parallel
zu der gegenüberliegenden Faltkante 39. Aufgrund des rechten Winkels β2 und
des aufgrund der Quaderform des Kerns 3 allseitig gleichgroßen
Randüberstandes 26 ergibt sich also zwischen den beiden, die Schweißlasche 27
bildenden Außenflächen ein rechteckiger Folienbereich 40, der möglichst wenig
störend zwischen die beiden Schweißlaschendeckflächen hineingefaltet werden
muss.
Zu diesem Zweck wird zunächst ein durch die Faltkante 32, die schräge Faltkante
34 und die dazu bezüglich die Kernmittelebene symmetrische Faltkante 41
definierter Dreiecksbereich 42 an die Stirnseite 24 des Kerns 3 herangefaltet, wie
dies in Fig. 6 wiedergegebenen ist. Über diesen deckt sich einerseits der ebenfalls
dreieckige Folienbereich 31 und andererseits der dazu spiegelbildliche
Folienbereich 43, derart, dass deren zunächst obere Begrenzungskanten 44
schließlich aneinanderstoßen. Da die Dreiecksbereiche 31, 43 durch die
Überlappung jeweils die Dreiecksbereiche 30, 41 abdecken, müssen diese
Dreiecke deckungsgleich sein. Da der Winkel an der oberen Spitze 45 des
Dreiecksbereichs 42 aufgrund der Winkelsumme im Dreieck 42 im vorliegenden
Fall 90° beträgt, müssen die von diesem Punkt 45 ausgehenden Winkel der
angrenzenden Dreiecke 31, 41 jeweils 45° sein. Aus diesem Grund verlaufen die
Faltkanten 44 - bezogen auf den ursprünglich ungefalteten Zustand des
Randbereichs 26 - horizontal bzw. parallel zu der Stirnseite 24. Bei den Dreiecken
30, 31, 41, 43 handelt es sich demnach ausnahmslos um gleichschenklige
Dreiecke, und aus diesem Grund gelangen die auf die zunächst vertikalen
Faltkanten 33, 39 fallenden Eckpunkte der horizontalen Faltkanten 44 im
endgültigen Faltzustand gemäß Fig. 7 auf den Mittelpunkt 46 der Faltkante 32.
Der obere Teil des rechtwinkligen Folienbereichs 40 oberhalb dieser Faltkanten
44 faltet sich daher zwanglos und nach Art einer Ziehharmonika zwischen die
Deckflächen der Schweißlasche 27, wie dies in den Fig. 6 und 7
wiedergegeben ist. Dabei liegen jeweils stets versiegelbare Folieninnenbereiche
aneinander oder metallisierte Folienaußenbereiche, so dass eine vollständige
Versiegelung ohne Beeinträchtigung der metallisierten Schicht möglich ist.
In dem dargestellten Beispiel eines quaderförmigen Kerns 3 ergeben sich
besonders einfache Verhältnisse, da die Winkel α, und α2 jeweils 45° betragen
und somit das Dreieck 42 gleichschenklig ist. Bei anderen Formen des Kerns 3
ändern sich auch die Bedingungen für die Faltung. Vergrößert sich beispielsweise
der Winkel β2, bspw., weil die Stirnfläche 24 zwischen den beiden
Plattengrundflächen 16, 37 schräg verläuft, so erhöht sich die Summe β1 + β2 +
β3, so dass der wegzufaltende Bereich und damit auch der Winkel α1
entsprechend reduziert wird. Wenn sich gleichzeitig der zu dem Winkel β2
komplementäre Winkel γ2 an der gegenüberliegenden Ecke 38 verringert, weil
beide Plattengrundseiten 16, 37 parallel zueinander verlaufen, so vergrößert sich
entsprechend der Winkel α2, und im Idealfall bleibt daher der Winkel des Dreiecks
42 an dessen Spitze 45 unverändert 90°. Dieser liegt allerdings nicht mehr auf
einer Mittelebene zwischen den beiden Plattengrundflächen 16, 37, sondern ist zu
der stärker exponierten Kante 28 hin verschoben. Wenn jedoch gleichzeitig darauf
geachtet wird, dass bei der Faltung die beiden Oberkanten 47, 48 des
Randüberstandes 26 deckungsgleich aufeinanderliegen, so verschiebt sich die
Schweißlasche 27 aufgrund des unterschiedlichen Randüberstandes B an den
beiden Plattengrundflächen 16, 37 ebenfalls zu der exponierten Kante 28 hin,
mithin liegt die Dreiecksspitze 45 wieder auf der die Schweißlasche 27
lokalisierenden Faltkante 48. Dies bedeutet, dass das Faltungsprinzip qualitativ
beibehalten werden kann.
Vergrößern sich dagegen die einander entsprechenden Eckwinkel β1, γ1, weil die
Plattengrundflächen 16, 37 nicht rechtwinklig sind, so erhöhen sich die
Winkelsummen an den Ecken 29, 30 gleichermaßen, und die einander
entsprechenden Dreieckswinkel α1, α2 reduzieren sich entsprechend. Dadurch ist
das nach innen wegzufaltende Dreieck 42 nicht mehr rechtwinklig, jedoch liegt -
bei ansonsten rechten Winkeln β2, γ2, β3, γ3 - die Spitze 45 des Dreiecks 42
wiederum auf der Mittelebene zwischen den Plattengrundflächen 16, 37. Dieser
Fall ist ungünstiger, da solchenfalls die überlappenden Dreiecke 31, 43 ebenfalls
kleiner werden, mithin die Faltkanten 44 - bezogen auf den ursprünglich
ungefalteten Zustand - nicht horizontal, sondern von der Spitze 45 abwärts
geneigt verlaufen. Dies führt ferner dazu, dass die innere Faltkante 49 in dem
Zustand gemäß Fig. 7 nicht mehr lotrecht zu der Stirnseite 24 verläuft, sondern zu
der betreffenden Seitenmitte hin geneigt ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass
die Oberkanten 47, 48 des Randüberstandes 26 nicht mehr parallel zu der
Stirnseite 24 verlaufen, mithin die Schweißlasche 27 keine konstante Breite s
mehr aufweist.
Ändert sich schließlich einer oder beide Eckwinkel β3, γ3 an der Stirnseite 24, so
dass der Kern 3 eine keilförmige Gestalt erhält, so ändert sich ebenfalls die Breite
s der Schweißlasche 27, da solchenfalls die von dem gleichbleibend breiten
Randüberstand 26 abzudeckende Breite h der Stirnseite 24 in deren
Längsrichtung variiert, was nur durch eine entgegengesetzte Veränderung der
Schweißlaschenbreite s ermöglicht wird.
Wie man aus obigen Überlegungen sieht, haben verschiedene
Geometrieänderungen des Kerns 3 unterschiedliche Auswirkungen auf die
Ausbildung der Schweißlasche 27 zur Folge. Es hat sich jedoch gezeigt, dass
diese Auswirkungen dann zumindest hinsichtlich der Qualität der Faltung
vernachlässigt werden können, wenn die Summe der Seitenwinkel an
benachbarten Ecken 29, 38 des Kerns 3 konstant gleich 540° bleibt:
β1 + β2 + β3 + γ1 + γ2 + γ3 = 540°.
Dadurch bleibt das vorzugsweise nach innen wegzufaltende Dreieck 42
rechtwinklig an seiner Spitze 45, somit verlaufen die von hier ausgehenden
Faltkanten 44 in einer gemeinsamen Flucht, demnach steht die Faltkante 49 in
dem Zustand gemäß Fig. 7 lotrecht auf der Stirnseite 24, und die dazu im
allgemeinen lotrechten Oberkanten 47, 48 des Randbereichs 26 verlaufen parallel
zu der Stirnseite 24, was gleichbedeutend mit einer konstanten
Schweißlaschenbreite s ist. Eine dieses Ergebnis beeinträchtigende Neigung der
Faltkante 49 gegenüber den Oberkanten 47, 48 des Randbereichs 26 kann durch
die noch strengere Geometriebedingung
β1 + β2 + β3 = γ1 + γ2 + γ3 = 270°
des Kerns 3 vermieden werden.
Neben den oben erläuterten Bedingungen für die Summenwinkel an
benachbarten Ecken 29, 38, welche bei Beachtung aller sonstigen
Faltbedingungen für eine konstante Breite s der Schweißlasche 27 sorgen, und
welche bei der Konzeption des Kerns 3 zu beachten sind, ist ferner bei der
Bereitstellung der Folie 10 deren Gesamtbreite möglichst genau festzulegen,
wobei sich die folgende Bemaßungsvorschrift bewährt hat:
s + [(h/2).(1/sin β2).(1 + cos β2)] ≦ B ≦ h/sin β2.
Eine derartige Breite B des an der betreffenden Kante 28 überstehenden
Folienbereichs 26 garantiert, dass nach Abschluß der Faltung etwa in dem
Zustand gemäß Fig. 7 die verbleibende Schweißlasche 27 eine für die Ausführung
der Schweißnaht 50 ausreichende Breite s aufweist, und dass gleichzeitig diese
Schweißnahtbreite s an die Stirnseite 24 herangefaltet werden kann, ohne über
eine der diese begrenzenden Längskanten 28 überzustehen. Da diese Bedingung
bei dem dargestellten Beispiel nicht beachtet worden ist, muss hier die
Schweißlasche, vor oder nach dem Umklappen gemäß Fig. 8 abgeschnitten
werden, so dass ein Umfalten um die Kernkante 28 nicht erforderlich ist.
Wie oben ausgeführt, wird bei der Faltung gemäß den Fig. 5 bis 8 der
überschüssige Folienbereich 40 zuunterst über die Stirnseite 24 und mit seinem
oberen Bereich zwischen die Endbereiche der Schweißlasche 27 gefaltet, so dass
nach Herstellen der Schweißnaht 50 nur noch das Umklappen der Schweißlasche
27 um deren Unterkante 48 erforderlich ist.
Bei einer anderen Falttechnik, die in den Fig. 9 bis 11 wiedergegeben ist,
werden zunächst die an den Längskanten 28 der Stirnseite 24 überstehenden
Folienbereiche 51 an die Stirnseite 24 und dabei unter Ausbildung einer
Schweißlasche 56 aufeinander zu gefaltet, und der überschüssige Folienbereich
52 wird über die angrenzende Stirnseite 15 überstehend hinausgefaltet. Das dabei
entstehende Dreieck 53 liegt in einer Flucht mit der Stirnseite 24 und wird, wie das
Dreieck 42 der zuerst beschriebenen Faltungstechnik von den dortigen
Faltungsdreiecken 31, 43, hier von den weiteren Faltungsdreiecken 54 überlappt.
An diese oberen Foliendreiecke 54 schließt sich sodann ein vertikaler,
doppellagiger Folienbereich 55 an, der eine Verlängerung der Schweißlasche 56
darstellt. Auch hier liegen die Folienbereiche 10 ausschließlich mit versiegelbaren
Innenseiten vollflächig aneinander an und können daher bequem versiegelt
werden. Ist dies geschehen, so wird die Schweißlasche 56 um ihre Basiskante 57
umgeklappt, wie dies in Fig. 10 wiedergegeben ist, und schließlich wird der durch
die seitlichen Überstände 53-55 gebildete Bereich 52 um die betreffende
Stirnkante 36 des Kerns 3 in Richtung auf die Stirnseite 24 umgefaltet, wie dies in
Fig. 11 wiedergegeben ist. Auch hier zeigt sich, dass die obige Bedingung für den
Randüberstand B nicht eingehalten wurde und einen zusätzlichen
Schneidvorgang erfordert.
Diese letztere Faltungsmethode ist zwar grundsätzlich möglich, wird jedoch von
den Erfindern weniger empfohlen, da hierbei die Schweißlasche 56 doppelt
umgefaltet werden muss, wodurch die metallisierte Diffusionsbarriereschicht eher
der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt werden könnte.
Im Anschluß an den Verfahrensschritt des stirnseitigen Verschließens in der
Bearbeitungsstation 23 wird nun der bis auf die Öffnung 22 vollständig von der
Folie 10 umhüllte Kern 3 in ein evakuierbares Gefäß 58 gelegt, und zwar derart,
dass der die Öffnung 22 aufweisende Bereich 59 der mantelseitigen
Schweißlasche 17 etwa lotrecht gegenüber der betreffenden Plattengrundfläche
16 aufgerichtet wird, wie dies in Fig. 13 wiedergegeben ist. Dies kann bspw.
dadurch geschehen, dass der aufzurichtende Bereich 59 der Schweißlasche 17
durch kurze Einschnitte 60 von den benachbarten, bereits versiegelten
Abschnitten 20, 21 getrennt und sodann unter Ausbildung einer zusätzlichen Falte
nach oben gebogen wird. Dieser die Öffnung 22 aufweisende Bereich 59 wird
zwischen zwei Schweißbacken 62 plaziert, die jedoch noch nicht
zusammengefahren werden. Vielmehr wird anschließend das Gefäß 58
verschlossen und auf einen Druck zwischen etwa 0,1 und 1 hPa evakuiert.
Sodann wird ein Zeitraum von bspw. 20-120 Sekunden abgewartet, damit die in
dem Kern 3 zunächst enthaltene Luft Gelegenheit erhält, um infolge der
Druckdifferenz gegenüber dem Vakuum an der Öffnung 22 auszutreten.
Sobald der Druckausgleich stattgefunden hat und der Kern 3 ebenfalls evakuiert
ist, werden die beiden Schweißbacken 61, 62 ferngesteuert zusammengefahren,
und der Schweißvorgang wird aktiviert. Damit wird eine weitere Schweißnaht 63
erzeugt, die parallel zu den ersten beiden Schweißabschnitten 20, 21 verläuft,
jedoch vorzugsweise in Richtung zu der freien Kante 64 der mantelseitigen
Schweißlasche 17 versetzt ist. Da bei Herstellen der ursprünglichen
Schweißabschnitte 20, 21 an den Rändern der verbleibenden Öffnung 22 mittels
etwa lotrecht zu der Längsrichtung der Schweißfasche 17 verlaufender und bis zu
der Kante 62 reichender Schweißnähte 65 die Öffnung 22 über nahezu die
gesamte Breitenerstreckung der Schweißlasche 17 abgegrenzt worden ist, kann
bei der abschließenden Versiegelung 63 bequem eine Überkreuzung mit den die
Öffnungsränder bildenden, lotrechten Schweißnähten 65 erreicht werden, so dass
eine absolut dichte Versiegelung des Wärmedämmkörpers 2 garantiert ist.
Schließlich wird auch der die ursprüngliche Öffnung 22 enthaltende
Laschenbereich 59 an die betreffende Flachseite 16 des Wärmedämmkörpers 2
herangefaltet und dort mittels eines Heißklebers fixiert. Der Wärmedämmkörper 2
ist damit fertiggestellt und kann an einer Prüfungsstation 66 einer Qualitätsprüfung
unterzogen werden.
Natürlich könnte anstelle der Evakuierung über eine Öffnung 22 in der
mantelseitigen Schweißnaht auch eine Evakuierung über eine der stirnseitigen
Schweißnähte erfolgen.
Claims (47)
1. Verfahren zur Herstellung eines ebenflächig berandeten, im allgemeinen
prismatischen, vorzugsweise quaderförmigen, insbesondere
plattenförmigen, von einer gasdichten Folie (10) umhüllten und evakuierten
Wärmedämmkörpers (2), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Herstellen eines der gewünschten Gestalt des Wärmedämmkörpers (2) entsprechenden, ebenflächig berandeten Kerns (3) aus einem porösen, insbesondere offenporigen Werkstoff;
- b) Umhüllen dieses Kerns (3) entlang eines Umfangs, insbesondere entlang seines Mantels (25), mit einem einzigen Bogen der gasdichten Folie (10);
- c) wenigstens teilweises Versiegeln (20, 21) bzw. Verschweißen der straff um den Kern (3) gezogenen Folie (10) entlang einer Umfangs-, insbesondere Mantelfläche (16) des Kerns (3);
- d) Heranfalten des Schweißnahtbereichs (17) der Folie (10) an die betreffende Umfangs-, insbesondere Mantelfläche (16) des Kerns (3);
- e) nahezu spannungs- und zugfreies Zusammenfalten der zu beiden Seiten des abgedeckten Kernumfangs (25), insbesondere stirnseitig (24) über den Kern (3) überstehenden Bereiche (26, 51) des Zuschnitts der gasdichten Folie (10) unter Abdecken und vollflächigem Anlegen an den verbleibenden, insbesondere stirnseitigen Kernoberfläche(n) (24);
- f) Versiegeln bzw. Verschweißen der zusammengefalteten Folienbereiche (27, 56) an wenigstens einer End-, insbesondere Stirnseite (24) des Kerns (3);
- g) Evakuieren (58) des folienumhüllten Kerns (3);
- h) vollständiges Versiegeln (50) bzw. Verschweißen sämtlicher verbliebener Öffnungen (22) der Folie (10) unter Vakuum (58).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3)
aus einem Pulver gepreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3)
aus einem Kunststoff, vorzugsweise offenporigem Polyurethan oder
extrudiertem Polystyrol, geschäumt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) des Wärmedämmkörpers (2) mit einem
luftdurchlässigen, folienförmigen Material (z. B. Faservlies, Filterpapier) (8)
umwickelt wird, welches beim Evakuieren (58) lose Partikel des Kerns (3)
zurückhält.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) vor dem Umhüllen (9) mittels der
gasdichten Folie (10) durch eine dünne Platte aus bspw. Karton abgedeckt
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) vor dem Umhüllen (9) mittels der
gasdichten Folie (10) mit einem Kantenschutz aus einem vergleichsweise
harten Werkstoff versehen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die gasdichte Folie (10) von einer langen Folienbahn
(11) abgeschnitten wird, deren Breite wenigstens um die doppelte
Minimalbreite einer Schweißbahn größer ist als der Abstand b zweier
gegenüberliegender End-, insbesondere Stirnseiten (24) des vorgeformten
Kerns (3).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3), das Vlies (8) und/oder die Folie (10) vor
dem Versiegeln (9) getrocknet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Rahmen des end-, insbesondere stirnseitigen
Zusammenfaltens die an die kürzeren End-, insbesondere Stirnkanten (36)
angrenzenden Folienbereiche (40) zuerst nach innen umgefaltet werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die end-, insbesondere stirnseitigen,
zusammengefalteten und versiegelten Folienbereiche (27, 56) an die
Oberfläche (24) des Kerns (3) herangefaltet werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die an die Oberfläche(n) (16, 24) des Kerns (3)
herangefalteten Schweißnähte (20, 21, 50) adhäsiv an der darunter
befindlichen Folienschicht (10) festgelegt werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Wärmedämmkörper (2) auf ein partielles Vakuum
unterhalb von 100 hPa, vorzugsweise unter 10 hPa, insbesondere unter
1 hPa evakuiert (58) wird.
13. Ebenflächig berandeter, im allgemeinen prismatischer, vorzugsweise
quaderförmiger, insbesondere plattenförmiger, von einer gasdichten Folie
(10) umhüllter und evakuierter Wärmedämmkörper (2), dadurch
gekennzeichnet, dass ein stabiler, aus einem porösen, insbesondere
offenporigen Werkstoff vorgeformter Kern (3) von einem einzigen
Zuschnittbogen der gasdichten Folie (10) vollständig umhüllt ist.
14. Wärmedämmkörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kern (3) aus einem Pulver gepreßt ist, bspw. aus pyrogener Kieselsäure.
15. Wärmedämmkörper nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kern (3) aus einem Kunststoff geschäumt ist, bspw. aus Poystyrol
oder Polyurethan.
16. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Kanten (28, 35, 36) des Kerns (3) scharfkantig
ausgebildet sind mit Kantenradien von weniger als 1 bis 2 mm.
17. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Umfangs-, insbesondere Mantelseiten (16, 25)
des Kerns (3) ausschließlich mit Außenkanten (28, 35, 36), d. h. Kanten mit
konvexer Krümmung, ausgebildet sind.
18. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) derart gestaltet ist, dass die Summe der
Flächenwinkel (β1, β2, β3, γ1, γ2, γ3) von jeweils zwei an derselben End- oder
Stirnfläche (24) benachbarten Ecken (29, 38) 540° beträgt:
β1 + β2 + β3 + γ1 + γ2 + γ3 = 540°.
β1 + β2 + β3 + γ1 + γ2 + γ3 = 540°.
19. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) derart gestaltet ist, dass die Summe der
Flächenwinkel (β1, β2, β3, γ1, γ2, γ3) der jeweils an derselben Ecke (29; 38)
zusammentreffenden Flächen 270° beträgt:
β1 + β2 + β3 = γ1 + γ2 + γ3 = 270°.
β1 + β2 + β3 = γ1 + γ2 + γ3 = 270°.
20. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) an gegenüberliegenden Bereichen
zueinander deckungsgleiche oder komplementäre Seitenflächen (24)
aufweist, die ein fugenfreies Aneinandersetzen mehrerer
Wärmedämmkörper (2) erlauben.
21. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kern (3) plattenförmig ausgebildet ist, wobei der
Abstand zwischen den Plattengrundflächen (16, 37) im wesentlichen
konstant ist.
22. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die Plattengrundflächen (16, 37) rechtwinklig sind.
23. Wärmedämmkörper nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass
Kanten (28; 36) zwischen einer Stirnseite (24) und der angrenzenden
Plattengrundseite (16, 37) des Kerns (3) rechtwinklig sind.
24. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt des Kerns (3) oberhalb des
Schmelzpunktes des versiegelbaren Teils der Folie (10) liegt.
25. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie (10) als Verbundfolie ausgebildet ist mit
einem niedriger schmelzenden Belag an ihrer Innenseite.
26. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, dass die Folie (10) in ihren Zwischenschichten und/oder
an ihrer Außenseite eine gasdichte Metallisierung aufweist.
27. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, dass der Folienzuschnitt (10) rechteckig ist.
28. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, dass die straff um den Kern (3) gezogene Folie (10)
entlang einer Umfangs-, insbesondere Mantelfläche (16, 37) des Kerns (3)
versiegelt ist.
29. Wärmedämmkörper nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der
umfangs-, insbesondere mantelseitige Schweißnahtbereich (17) der Folie
(10) an die betreffende Mantelfläche (16) des Kerns (3) herangefaltet ist.
30. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, dass an einer zwischen den Plattengrundflächen (16, 37)
geneigt verlaufenden Stirnseite (24) die Breite B des end-, insbesondere
stirnseitig über die betreffende Plattengrundfläche (16, 37) des Kerns (3)
überstehenden Bereichs (26, 51) des Zuschnitts der gasdichten Folie (10)
an wenigstens einer Mantel-Stirn-Kante (28) der folgenden Bemaßung
entspricht:
s + [(h/2).(1/sin β2).(1 + cos β2)] ≦ B ≦ h/sin β2,
wobei:
h = Abstand zwischen den parallelen Plattengrundflächen
s = Breite der Schweißlasche
β2 = Kantenwinkel an der betreffenden Mantel-Stirn-Kante.
s + [(h/2).(1/sin β2).(1 + cos β2)] ≦ B ≦ h/sin β2,
wobei:
h = Abstand zwischen den parallelen Plattengrundflächen
s = Breite der Schweißlasche
β2 = Kantenwinkel an der betreffenden Mantel-Stirn-Kante.
31. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, dass die end-, insbesondere stirnseitig über den Kern (3)
überstehenden Bereiche (26, 51) des Zuschnitts der gasdichten Folie (10)
unter Abdecken der und vollflächigem Anliegen an den end-, insbesondere
stirnseitigen Oberfläche(n) (24) des vorgeformten Kerns (3) streßfrei
zusammengefaltet sind.
32. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schweißnähte (50) im Bereich der End-,
insbesondere Stirnseiten (24) etwa parallel zueinander verlaufen.
33. Wärmedämmkörper nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schweißnähte (50) im Bereich der End-, insbesondere Stirnseiten (24) etwa
parallel zu derjenigen Umfangs-, insbesondere Mantelfläche (16) verlaufen,
an der sich die umfangs-, insbesondere mantelseitige Schweißnaht (20, 21)
befindet.
34. Wärmedämmkörper nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der
Abstand der umfangs-, insbesondere mantelseitigen Schweißnaht (20, 21)
von den benachbarten Umfangs-, insbesondere Mantelkanten (35) derart
beabstandet ist, dass sie sich außerhalb des Bereichs der stirnseitigen
Überlappungen (40) befindet.
35. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, dass im Bereich einer Ecke (29, 38) des vorgeformten
Kerns (3) fünf Faltkanten (32-34) zusammenlaufen.
36. Wärmedämmkörper nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine
der Faltkanten (34) einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise von
etwa 45° mit wenigstens einer, vorzugsweise zwei benachbarten
Faltkante(n) (32, 33) einschließt.
37. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, dass sich unterhalb einer stirnseitigen Schweißnahtlasche
(27, 56) zwei von zwei benachbarten Ecken (29, 38) ausgehende
Faltkanten (34) außerhalb der betreffenden End-, insbesondere Stirnkante
(36) treffen (45).
38. Wärmedämmkörper nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass an
dem außerhalb der betreffenden End-, insbesondere Stirnkante (36)
liegenden Treffpunkt (45) insgesamt fünf Faltkanten (33, 44, 49)
zusammenlaufen.
39. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, dass die Faltkanten (32-34, 44, 49) an den End-,
insbesondere Stirnseiten (24) derart verlaufen, dass Folienabschnitte (10)
stets mit zwei Innenflächen oder mit zwei Außenflächen aneinanderliegen.
40. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 39, dadurch
gekennzeichnet, dass die an die kürzeren End-, insbesondere Stirnkanten
(36) angrenzenden Folienbereiche (42) zuunterst nach innen umgefaltet
sind.
41. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 40, dadurch
gekennzeichnet, dass die zusammengefalteten Folienbereiche (27, 56) an
den End-, insbesondere Stirnseiten (24) des Kerns (3) versiegelt sind.
42. Wärmedämmkörper nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die
end-, insbesondere stirnseitigen, zusammengefalteten und versiegelten
Folienbereiche (27, 56) an die betreffende End-, insbesondere Stirnseite
(24) herangefaltet sind.
43. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 42, dadurch
gekennzeichnet, dass die an die Oberfläche(n) (16, 24) des Kerns (3)
herangefalteten Schweißnähte (20, 21, 50) adhäsiv an der darunter
befindlichen Folienschicht (10) festgelegt sind.
44. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 43, dadurch
gekennzeichnet, dass die mantelseitige Schweißnaht aus mehreren
Abschnitten (20, 21, 63, 65) gebildet ist, die sich lückenlos fortsetzen,
überschneiden und/oder überlappen.
45. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 44, dadurch
gekennzeichnet, dass das partielle Vakuum in dem evakuierten
Wärmedämmkörper (2) unterhalb von 100 hPa, vorzugsweise unter
10 hPa, insbesondere unter 1 hPa liegt.
46. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 45, dadurch
gekennzeichnet, dass seine Oberfläche mit einer Profilierung, bspw.
Riffelung, versehen ist.
47. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 46, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein Fortsatz der Folienumhüllung (10)
vorgesehen ist, der ein Verschweißen mit einem entsprechenden Fortsatz
eines benachbarten Wärmedämmkörpers (2) erlaubt.
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