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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein insbesondere zum Einsatz in einem
Flugzeug geeignetes thermisches Isolierelement sowie ein insbesondere zum
Einsatz in einem Flugzeug geeignetes thermisches Isoliersystem.
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An
Bord eines Flugzeugs sind eine Vielzahl von Struktur- oder Systemkomponenten
vorhanden, die zur Gewährleistung
einer ordnungsgemäßen Funktionssicherheit
vor erhöhten
Temperaturen geschützt
werden müssen.
Daher müssen
Wärme abgebende
Bauteile üblicherweise
thermisch isoliert werden, damit die Funktion der Struktur- oder Systemkomponenten
in der wärmebeeinflussten
Zone erhalten bleibt. Darüber
hinaus ist es erforderlich, flugsicherheitsrelevante Bordsystemkomponenten durch
entsprechende konstruktive Maßnahmen
vor den thermischen Einwirkungen eines Feuers an Bord des Flugzeugs
zu schützen.
Außerdem
kann es insbesondere bei für
militärische
Zwecke eingesetzten Flugzeugen angezeigt sein, Wärme abgebende Bordsystemkomponenten
thermisch zu isolieren, um die Abgabe einer thermischen Signatur
zu vermeiden, die eine Identifizierung oder Lokalisierung des Flugzeugs
ermöglichen
würde.
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Die Übertragung
von Wärmeenergie
von einer sich auf einem erhöhten
Temperaturniveau befindenden Wärmeenergiequelle
auf die Umgebung erfolgt durch Wärmeleitung,
Wärmestrahlung
und Konvektion. Herkömmliche
Isolierelemente zielen drauf ab, die Wärmeleitung zwischen der Wärmeenergiequelle
und der Umgebung zu verringern. Dadurch wird ein Temperaturausgleich
zwischen der Wärmeenergiequelle
und der Umgebung, der sich infolge eines von der Wärmeenergiequelle
an die Umgebung abgegebenen Wärmestroms
einstellt, unterbunden oder zumindest zeitlich verzögert. Herkömmliche
Isolierelemente umfassen daher üblicherweise
Materialien mit geringer thermischer Leitfähigkeit, wie z. B. Luft, mineralische
Fasern, Schaumstoffe oder dergleichen. Die geringe thermische Leitfähigkeit
der Isoliermaterialien verringert die Wärmeleitung zwischen der Wärmeenergiequelle
und der Umgebung, so dass in der Umgebung der Wärmeenergiequelle angeordnete
empfindliche Komponenten vor der erhöhten Temperatur der Wärmeenergiequelle
geschützt
werden können.
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Der
Einsatz herkömmlicher
Isolierelemente in einem Flugzeug hat jedoch eine Reihe von Nachteilen.
Zum einen sind lediglich bestimmte Isoliermaterialien hinsichtlich
ihrer Isoliereigenschaften für
den Einsatz an Bord eines Flugzeugs geeignet. Bei spielsweise ist
die Isolierwirkung von Luft häufig
nicht ausreichend, um die bei einer speziellen Flugzeuganwendung
an ein Isoliermaterial gestellten Anforderungen zu erfüllen. Darüber hinaus
führt der
Einsatz von Isolierelementen zwangsläufig zu einem erhöhten Gewicht,
das beispielsweise von der für
hohe Beschleunigungen ausgelegten Flugzeugstruktur zusätzlich getragen
werden muss. Zum anderen können
die in herkömmlichen
Isolierelementen eingesetzten Isoliermaterialien Flüssigkeiten,
wie z. B. Treibstoff oder Enteisungsflüssigkeit aufsaugen, was bei
Konstruktion und Wartung berücksichtigt
werden muss. Schließlich
kann sich das Isoliermaterial herkömmlicher Isolierelemente durch
insbesondere während
des Flugs auftretende Vibrationen lokal entmischen und dadurch seine
Isolierfähigkeit
verlieren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere
zum Einsatz in einem Flugzeug geeignetes thermisches Isolierelement
mit einer guten Isolierwirkung und einem geringen Gewicht bereitzustellen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe umfasst ein erfindungsgemäßes thermisches Isolierelement,
das insbesondere zum Einsatz in einem Flugzeug geeignet ist, eine
Rahmenstruktur, die eine Geometrie des Isolierelements festlegt.
Die Rahmenstruktur des erfindungsgemäßen Isolierelements kann jede
beliebige Geometrie festlegen. Vorzugsweise wird die Geometrie des
Isolierelements mit einer dreidimensionalen Kontur versehen, um
die Form des Isolierelements beispielsweise dem umgebenden Bauraum
anzupassen. Beispielsweise kann das Isolierelement eine plattenförmige oder
eine quaderförmig
Geometrie aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, das thermische Isolierelement
mit einer gekrümmten
Kontur auszuführen,
um die Geometrie des Isolierelements beispielsweise einer Krümmung eines
Flugzeugrumpfes anzupassen.
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Die
Rahmenstruktur des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements dient dazu, dem Isolierelement die erforderliche
mechanische Eigenstabilität
zu verleihen. Die spezifische konstruktive Ausgestaltung der Rahmenstruktur
ist daher an die in einem spezifischen Anwendungsfall auf das thermische
Isolierelement einwirkenden mechanischen Belastungen angepasst.
In gleicher Weise ist das zur Herstellung der Rahmenstruktur eingesetzte
Material in Abhängigkeit
der mechanischen Belastungen ausgewählt, denen das Isolierelement
und damit die Rahmenstruktur bei einer spezifischen Anwendung ausgesetzt
ist. Beispielsweise kann die Rahmenstruktur aus einem metallischen
Werkstoff, wie z. B. Stahl, Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder
Titan bzw. einer Titanlegierung bestehen. Die Rahmenstruktur kann
jedoch auch aus einem Kohlefasermaterial, das sich durch hohe mechanische Festig keit
und ein geringes Gewicht auszeichnet, oder einem geeigneten Kunststoff
bestehen.
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Das
erfindungsgemäße thermische
Isolierelement umfasst ferner mindestens eine Platte, die derart
mit der Rahmenstruktur verbunden ist, dass eine Außenfläche der
Platte zumindest einen Teil einer Außenfläche des Isolierelements bildet.
Die Platte kann auf flächige
Abschnitte der Rahmenstruktur aufgebracht sein, so dass die Außenfläche der
Platte im Bereich dieser flächigen
Rahmenstrukturabschnitte die Außenfläche des
Isolierelements bildet. Die Platte kann aber auch so von der Rahmenstruktur
getragen sein, dass Teile der Außenfläche des Isolierelements durch
die Außenfläche einer
beispielsweise lediglich an ihren Rändern an der Rahmenstruktur abgestützten Platte
gebildet werden. Die Platte kann durch jedes geeignete Fügeverfahren
mit der Rahmenstruktur verbunden werden. Beispielsweise kann die
Platte mit der Rahmenstruktur verklebt oder verschweißt sein.
Ferner kann das erfindungsgemäße thermische
Isolierelement mehrere Platten umfassen, die jeweils einen Teil
einer Außenfläche des
Isolierelements bilden.
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Schließlich weist
das erfindungsgemäße thermische
Isolierelement mindestens eine Belüftungsöffnung auf. Die Belüftungsöffnung kann
in einem flächigen
Abschnitt der Rahmenstruktur und/oder in der mit der Rahmenstruktur
verbundenen Platte ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass die Belüftungsöffnung die
Zufuhr von Luft in das Innere des Isolierelements sowie die Abfuhr
von Luft aus dem Inneren des Isolierelements ermöglicht.
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Das
Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen thermischen Isolierelements
nutzt im Gegensatz zu herkömmlichen
Isolierelementen, die auf eine Verringerung der Wärmeleitung
zwischen einer Wärmeenergiequelle
und der Umgebung abzielen, die physikalischen Effekte der Wärmestrahlung
und der Konvektion, um beispielsweise in der Nähe einer Wärmeenergiequelle angeordnete
temperaturempfindliche Komponenten vor der erhöhten Temperatur der Wärmeenergiequelle
zu schützen.
Bei dem erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelement dient die Platte, deren Außenfläche zumindest einen Teil der
Außenfläche des
Isolierelements bildet, der Abschirmung gegen die von der Wärmeenergiequelle
abgegebene Wärmestrahlung.
Dabei heizt sich die Platte sowie die Luft im Inneren des Isolierelements
auf. Da zwischen warmer und kalter Luft ein Dichtegradient besteht,
resultiert eine als freie Konvektion bezeichnete Luftbewegung, d.
h. ein Luftaustausch zwischen der Luft im Inneren des Isolierelements
und der Außenluft.
Dieser Luftaustausch erfolgt durch die in dem Isolierelement ausgebildete
Belüftungsöffnung und sorgt
für eine
Wärmeabfuhr
aus dem Inneren des Isolierelements. Gleichzeitig wird die Platte
durch die freie Konvektion beidseitig gekühlt.
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Das
erfindungsgemäße thermische
Isolierelement zeichnet sich durch eine gute Isolierwirkung und
ein besonders geringes Gewicht aus. Die mechanischen Eigenschaften
des Isolierelements können
auf einfache Art und Weise durch entsprechende Ausgestaltung der
Rahmenstruktur an die mechanischen Belastungen angepasst werden,
die in einem spezifischen Anwendungsfall auf das Isolierelement wirken.
Bei dem erfindungsgemäßen Isolierelement wird
der Einsatz herkömmlicher
Isoliermaterialien, wie z. B. mineralischer Fasern, Schaumstoffe
oder dergleichen reduziert oder vermieden. Ein Verlust der Isolierfähigkeit
im Verlauf der Lebensdauer des Isolierelements, der bei herkömmlichen
Isolierelementen durch eine lokale Entmischung des Isoliermaterials
hervorgerufen wird, kann bei dem erfindungsgemäßen Isolierelement somit zuverlässig ausgeschlossen
werden. Schließlich
bietet das erfindungsgemäße thermische
Isolierelement sicherheitstechnische Vorteile, da es keine Isoliermaterialien
enthält, die
Flüssigkeiten,
wie z. B. Treibstoff oder Enteisungsflüssigkeit aufsaugen könnten.
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Das
erfindungsgemäße thermische
Isolierelement kann beispielsweise zur Isolierung einer Flugzeugaußenhaut
und/oder einer Flugzeugstruktur vor den thermischen Effekten eines
Feuers innerhalb eines Brandschotts der Auxiliary Power Unit (APU) oder
des Haupttriebwerks des Flugzeugs eingesetzt werden.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements umfasst die Rahmenstruktur eine Mehrzahl von die
Geometrie des Isolierelements festlegenden Rahmenelementen. Die
Rahmenelemente können
beispielsweise stabförmig
ausgebildet sein. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung der
Rahmenstruktur bietet sich dann an, wenn das Isolierelement nur
verhältnismäßig geringen
mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und zeichnet sich durch
ein besonders geringes Gewicht aus. Es ist jedoch auch möglich, Rahmenelemente
mit einem rechteckigen Querschnitt zu verwenden.
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Die
Rahmenstruktur kann auch so gestaltet sein, dass sie eine Mantelfläche einer
dreidimensionalen Geometrie des Isolierelements festlegt. Beispielsweise
kann eine Rahmenstruktur bei einem quaderförmigen Isolierelement die vier,
die Mantelfläche
des Quaders bildenden Seitenflächen
des Quaders umfassen. In Abhängigkeit
der an das thermische Isolierelement gestellten mechanischen Anforderungen
können
zusätzliche
Rahmenstrukturelemente vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Rah menstruktur,
die eine Mehrzahl von stabförmigen oder
eine Mantelfläche
einer dreidimensionalen Geometrie des Isolierelements festlegenden
Rahmenelementen umfasst, zusätzliche,
die mindestens eine Platte abstützende
Rahmenelemente umfassen. Insbesondere kann eine Rahmenstruktur,
die eine Mantelfläche
der dreidimensionalen Geometrie des Isolierelements festlegt, durch
im Wesentlichen parallel zu Abschnitten der Mantelfläche angeordnete
Rahmenstrukturelemente ergänzt
werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements ist ein Rahmenelement der Rahmenstruktur einstückig mit
der mindestens einen Platte ausgebildet. Falls gewünscht, können auch
mehrere oder alle Rahmenelemente der Rahmenstruktur einstückig mit
der mindestens einen Platte ausgebildet sein. Das Isolierelement
ist dann einfach und kostengünstig
herstellbar.
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Beispielsweise
kann die Rahmenstruktur mindestens ein sich im Wesentlichen senkrecht
von einer ersten Platte erstreckendes Rahmenelement umfassen. Vorzugsweise
erstrecken sich zwei Rahmenelemente im Wesentlichen senkrecht von
der ersten Platte. Ein die erste Platte und die Rahmenelemente bildendes
Bauteil hat dann z. B. einen U-förmigen
Querschnitt und ist besonders einfach herstellbar.
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Zusätzlich oder
alternativ dazu kann die Rahmenstruktur auch mindestens ein sich
im Wesentlichen senkrecht von einer zweiten Platte erstreckendes
Rahmenelement umfassen. Vorzugsweise erstrecken sich zwei Rahmenelemente
im Wesentlichen senkrecht von der zweiten Platte. Ein die zweite Platte
und die Rahmenelemente bildendes Bauteil hat dann z. B. ebenfalls
einen U-förmigen
Querschnitt. Beispielsweise können
die erste und die zweite Platte mit den an den Platten angebrachten oder
einstückig
damit ausgebildeten Rahmenelementen zu einem quaderförmigen Isolierelement
verbunden werden.
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Vorzugsweise
wird die mindestens eine Platte des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements durch eine Folie gebildet. Das Isolierelement kann
dann besonders leichtgewichtig gestaltet werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements wird die gesamte Außenfläche des Isolierelements durch
die Außenfläche einer
Mehrzahl von Platten gebildet. Dadurch wird eine besonders einfache
Herstellung erreicht.
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In
Abhängigkeit
der gewünschten
Isolierwirkung kann die mindestens eine Platte mehrere übereinander
angeordnete Materiallagen umfassen. Die Materiallagen der Platte
können
aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien
bestehen. Die Materiallagen können,
beispielsweise durch Kleben oder Schweißen miteinander verbunden oder
lose übereinander
gestapelt sein.
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Vorzugsweise
weist die mindestens eine Platte eine Wärmestrahlung reflektierende
Außenfläche auf.
Eine Platte mit einer Wärmestrahlung
reflektierenden Außenfläche bietet
eine besonders gute Abschirmung gegen von einer Wärmeenergiequelle abgegebene
Wärmestrahlung.
Die Platte kann insgesamt aus einem Wärmestrahlung reflektierenden
Material bestehen. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, die
Platte mit einer Wärmestrahlung
reflektierenden Oberflächenbeschichtung
zu versehen. Die Außenfläche der
Platte und eine dem Innenraum des thermischen Isolierelements zugewandten
Innenfläche
der Platte können
gleich thermische Eigenschaften aufweisen. Alternativ dazu ist es
jedoch auch denkbar, das erfindungsgemäße thermische Isolierelement
mit einer Platte zu versehen, deren Außenfläche andere thermische Eigenschaften
aufweist als ihre Innenfläche.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements ist die Außenfläche der
Platte mit einer Oberflächenstruktur
versehen. Beispielsweise kann auf der Außenfläche der Platte eine Noppenstruktur
oder eine ähnliche
Oberflächenstruktur
ausgebildet sein. Die auf der Außenfläche der Platte vorhandene Oberflächenstruktur
bewirkt eine Streuung der auf die Platte wirkenden Wärmestrahlung
und verbessert dadurch die Isolierwirkung des Isolierelements.
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Die
Platte des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements kann aus Stahl, einem Kohlefasermaterial, einem
Kunststoff, Aluminium oder Titan bestehen. Das Material der Platte
kann in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit der in einem jeweiligen Anwendungsfall
an das erfindungsgemäße Isolierelement
gestellten Anforderungen ausgewählt
werden. Eine Stahlplatte zeichnet sich beispielsweise durch eine
hervorragende Temperaturbeständigkeit und
gute Reflexionseigenschaften aus. Eine aus einem Kohlefasermaterial
bestehende Platte ermöglicht
die Herstellung eines besonders leichtgewichtigen Isolierelements.
Eine Aluminiumplatte ist kostengünstig
herzustellen und zu verarbeiten und kann beispielsweise bei entsprechend
geringer Temperaturbelastung des Isolierelements zum Einsatz kommen.
Titan zeichnet sich durch hervorragende thermische und mechanische
Eigenschaften aus und ermöglicht
die Herstellung eines leichtgewichtigen Isolierelements. Eine Titanplatte
ist jedoch verhältnismäßig teuer.
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Vorzugsweise
ist an der mindestens einen Platte und/oder der Rahmenstruktur des
erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements ein Isoliermaterial angebracht, um die Isoliereigenschaften
des Isolierelements zu verbessern. Als Isoliermaterial kann jedes
herkömmliche
Isoliermaterial zum Einsatz kommen. Das Isoliermaterial kann auch
in Form einer Beschichtung auf die mindestens eine Platte und/oder
die Rahmenstruktur des erfindungsgemäßen thermischen Isolierelements
aufgebracht sein.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements umfasst eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen. Dadurch wird die
freie Konvektion gefördert,
so dass ein besonders effizienter Austausch zwischen der Luft im Inneren
des Isolierelements und der Außenluft
ermöglicht
wird. Die Belüftungsöffnungen
können
beispielsweise in einander gegenüberliegenden
Flächen
des Isolierelements ausgebildet sein. Wenn das Isolierelement quaderförmig gestaltet
ist, können
die Belüftungsöffnungen
beispielsweise in einander gegenüberliegenden
Seitenflächen
des quaderförmigen
Isolierelements vorgesehen sein. Die Belüftungsöffnungen können in einem flächigen Abschnitt der
Rahmenstruktur und/oder in der mit der Rahmenstruktur verbundenen
Platte ausgebildet sein.
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Entlang
mindestens einer Kante des Isolierelements ist vorzugsweise ein überstehender
Kantenabschnitt ausgebildet. Der überstehende Kantenabschnitt
kann sich im Wesentlichen parallel zu einer angrenzenden Platte
des Isolierelements erstrecken und entweder durch das Material der
Rahmenstruktur oder der mit der Rahmenstruktur verbundenen Platte
gebildet werden. Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass der überstehende
Kantenabschnitt einen Teil der Rahmenstruktur bildet und mit einer
die Platte bildenden Folie überzogen
ist. Der überstehende
Kantenabschnitt des erfindungsgemäßen Isolierelements kann in
vorteilhafter Weise dazu dienen, einen Spalt zwischen zwei nebeneinander
angeordneten Isolierelementen abzudecken. Durch den zwischen den
Isolierelementen vorgesehenen Spalt wird auch dann eine effiziente
freie Konvektion ermöglicht,
wenn mehrere Isolierelemente nebeneinander angeordnet sind. Durch
den überstehenden
Kantenabschnitt wird gleichzeitig eine optimale Abschirmung gegen
die von einer Wärmeenergiequelle
abgegebene Wärmestrahlung
gewährleistet.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements weist zwei überstehende
Kantenabschnitte auf, die sich entlang zweier aneinander diagonal
gegenüberliegender
Kanten des Isolierelements erstrecken. Bei der Montage von zwei
derart ausgebildeten Isolierelementen kann ein zwischen diesen beiden Isolierelementen
vorhandener Spalt beidseitig durch die entsprechenden überstehenden
Kantenabschnitte der beiden Isolierelemente abgedeckt werden.
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Vorzugsweise
ist das erfindungsgemäße Isolierelement
so gestaltet, dass eine beidseitige Kühlung der Rahmenstruktur und/oder
der mit der Rahmenstruktur verbundenen Platte durch freie Konvektion
ermöglicht
wird.
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Ein
erfindungsgemäßes thermisches
Isoliersystem, das insbesondere zum Einsatz in einem Flugzeug geeignet
ist, umfasst eine Mehrzahl der oben beschriebenen Isolierelemente.
Mit Hilfe des Isoliersystems kann eine große Fläche in effizienter Art und
Weise thermisch isoliert werden. Die durch freie Konvektion bewegte
Luft kann auch dann durch alle Isolierelemente des Isoliersystems
strömen, wenn
nur ein Isolierelement des Systems der von einer Wärmeenergiequelle
abgegebenen Wärmeenergie
ausgesetzt ist.
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Drei
bevorzugte Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen thermischen
Isolierelements werden anhand der beigefügten schematischen Figuren
näher erläutert, von
denen
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1a ein
thermisches Isolierelement gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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1b eine
Rahmenstruktur des in 1a dargestellten thermischen
Isolierelements zeigt,
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2 zwei
nebeneinander angeordnete thermische Isolierelemente gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, und
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3 ein
thermisches Isolierelement gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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1a zeigt
eine erste Ausführungsform
eines thermischen Isolierelements 10, das insbesondere
zum Einsatz in einem Flugzeug geeignet ist. Wie am Besten in 1b zu
erkennen ist, umfasst das Isolierelement 10 eine Rahmenstruktur 12,
die eine quaderförmige
Geometrie des Isolierelements 10 festlegt. Die Rahmenstruktur 12 umfasst
vier aneinander angrenzende und miteinander verbundenen plattenförmige Rahmenelemente 14, 16, 18, 20.
Die Rahmenelemente 14, 16, 18. 20 bilden
eine Mantelfläche
des quaderförmigen
Isolierelements 10. In Abhängigkeit der auf das Isolierelement 10 wirkenden mechanischen
Belastung kann gegebenenfalls auf die Rahmenelemente 14, 18 verzichtet
werden.
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Teile
einer Außenfläche des
Isolierelements 10 werden durch Außenflächen zweier mit der Rahmenstruktur 12 verbundener
Platten 24, 26 gebildet. Die Platten 24, 26 sind
durch Schweißen
oder Kleben mit den Rahmenelementen 14, 16, 18, 20 verbunden und
stützen
sich an ihren Rändern
an den Rahmenelementen 14, 16, 18, 20 der
Rahmenstruktur 12 ab.
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Die
Platten 24, 26 bestehen aus Stahl und weisen somit
eine Wärmestrahlung
reflektierende Außenfläche auf.
Ferner sind die Außenflächen der Platten 24, 26 mit
einer noppenförmigen
Oberflächenstruktur
versehen, wodurch die Streuung von Wärmestrahlung von der Außenfläche der
Platten 24, 26 verstärkt wird. In dem in der 1a gezeigten Ausführungsbeispiel
eines thermischen Isolierelements 10 bestehen die Platten 24, 26 aus
einer Stahlfolie mit lediglich einer Materiallage. Alternativ dazu können die
Platten 24, 26 jedoch auch mehrere übereinander
angeordnete Materiallagen umfassen, wobei die Materiallagen aus
demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen
können.
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In
den einander gegenüberliegenden
Rahmenelementen 16, 20 der Rahmenstruktur 12 ist
eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen 28 ausgebildet. Alternativ
oder zusätzlich
dazu ist es jedoch auch möglich,
die Rahmenelemente 14, 18 mit einer gewünschten
Anzahl von Belüftungsöffnungen
zu versehen.
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Wenn
das Isolierelement 10 von einer Wärmeenergiequelle abgegebener
Wärmestrahlung
ausgesetzt wird, wird ein Teil der von der Wärmeenergiequelle abgegebenen
Wärmestrahlung
von der Außenfläche der
Platten 24, 26 reflektiert und gestreut. Der andere
Teil der von der Wärmeenergiequelle
abgegebenen Wärmestrahlung
heizt die Luft im Inneren des Isolierelements 10 auf. Ein
Dichtegradient zwischen der aufgeheizten Luft im Inneren des Isolierelements 10 und
kühler
Außenluft
bewirkt die Entstehung einer freien Konvektion und damit einem durch die
Belüftungsöffnungen 28 stattfindenden
Austausch zwischen der warmen Luft im Inneren des Isolierelements 10 und
der kühlen
Außenluft.
Die freie Konvektion sorgt somit für die Abfuhr der Wärme aus dem
Inneren des Isolierelements 10 und bewirkt gleichzeitig
eine beidseitige Kühlung
der Platten 24, 26 und der Rahmenstruktur 12.
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Die
in der 2 gezeigten Isolierelemente 10' unterscheiden
sich von dem in der 1a dargestellten Isolierelement 10 dadurch,
dass sie entlang zweier einander diagonal gegenüberliegender Kanten 30, 32 jeweils
einen überstehenden
Kantenabschnitt 34, 36 umfassen. Die überstehenden
Kantenabschnitte 34, 36 erstrecken sich im Wesentlichen parallel
zu den Platten 24, 26 der Isolierelemente 10' und werden
jeweils durch einen Abschnitt der Platten 24, 26 gebildet.
Alternativ dazu wäre
es jedoch auch möglich,
die überstehenden
Kantenabschnitte 34, 36 durch ein Element der
Rahmenstruktur 12 zu bilden.
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Wie
aus der 2 ersichtlich wird, ermöglichen
die Kantenabschnitte 34, 36 die beidseitige Abdeckung
eines zwischen den zwei Isolierelementen 10' vorhandenen Spalts. Dadurch wird
auch im Bereich des Spalts eine optimale Abschirmung gegen von einer
Wärmeenergiequelle
emittierte Wärmestrahlung
ermöglicht.
Gleichzeitig wird durch den Spalt eine ungehinderte freie Konvektion
durch die Belüftungsöffnungen 28 und
somit ein optimaler Luftaustausch zwischen der warmen Luft im Inneren der
Isolierelemente 10' und
der kühlen
Außenluft
gewährleistet.
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Das
in der 3 gezeigte Isolierelement 10'' umfasst zwei durch eine Stahlfolie
gebildete Platten 24, 26. Rahmenelemente 16, 16', 20, 20' der Rahmenstruktur 12 sind
jeweils einstückig
mit den Platten 24, 26 ausgebildet und erstrecken
sich im Wesentlichen senkrecht von den Platten 24, 26,
so dass die Platten 24, 26 und die Rahmenelemente 16, 16', 20, 20' bildende Bauteile
jeweils einen U-förmigen
Querschnitt aufweisen. Die Platten 24, 26 mit
den Rahmenelementen 16, 16', 20, 20' sind jeweils
durch Kleben oder Schweißen
miteinander verbunden.
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In
den Rahmenelementen 16, 16', 20, 20' können in
der 3 nicht gezeigte Belüftungsöffnungen ausgebildet sein.
Ferner können
die Stirnflächen des
Isolierelements 10'' durch weitere
Platten oder Rahmenelemente der Rahmenstruktur 12 ausgebildet
werden. In diesen Platten oder Rahmenelementen können auch weitere Belüftungsöffnungen
ausgebildet sein.