DE102010024951A1

DE102010024951A1 - Method for molding and connecting vacuum insulating board with non-planar surface area in inner plastic wall of e.g. refrigerant housing, involves pressing vacuum panel on non-planar surface area such that panel receives surface structure

Info

Publication number: DE102010024951A1
Application number: DE102010024951A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hiemeyer
Original assignee: Va Q Tec AG
Current assignee: Va Q Tec AG
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2011-12-29

Abstract

The method involves manufacturing a vacuum panel (1) as a flat plate, and pressing the vacuum panel on a non-planar surface area to be insulated such that the vacuum panel receives a surface structure (2), where the non-planar surface area is made of plastic. A flat vacuum insulating board is manufactured by using loose powder filling at loading pressure of about 1 bar. A cavity is provided between a plastic inner wall and an outer wall and foamed with polyurethane foam. The surface structure appears partially or completely on an opposite lying side of the vacuum insulating board.

Description

Eine Anwendung der Erfindung betrifft die Ausstattung eines Kühlschrankes mit einer Vakuumdämmplatte, die an der innenliegenden Wandstruktur befestigt wird. Die Form der Vakuumdämmplatte wird der Form der Wandstruktur angepasst. Dies geschieht durch Aufpressen der pulvergefüllten Vakuumdämmplatte, die mit minimaler Dichte hergestellt worden ist.One application of the invention relates to equipping a refrigerator with a vacuum insulation panel which is attached to the internal wall structure. The shape of the vacuum insulation panel is adapted to the shape of the wall structure. This is done by pressing the powder-filled vacuum insulation panel, which has been produced with minimal density.

Die Verbesserung der Energieeffizienz von Kühl- und Gefriergeräten kann vor allem mit Verbesserung der Dämmung der Außenhülle der Geräte erreicht werden. Die Verringerung der Dämmverluste durch die übliche Umschäumung der Hohlräume zwischen dem Innenbehälter und dem Außengehäuse mit Polyurethanschäumen ist inzwischen an Grenzen gestoßen. Zum einen lässt sich die Wärmeleitfähigkeit von Polyurethanschäumen nicht unter 18–20 mW/mK bringen, zum anderen ist eine maximal mögliche Dämmstärke inzwischen erreicht. Noch größere Dämmstärken würden unverhältnismäßig viel Nutzvolumen wegnehmen. Daher werden vermehrt zusätzlich in den Polyurethanschaum hochdämmende, evakuierte Elemente miteingeschäumt. Diese Vakuumisolationspaneele sind entweder mit offenporigen Glasfasermaterialien oder Pulver auf Basis von pyrogener Kieselsäure gefüllt und auf Gasdrücke zwischen 0,01 und 5 mbar evakuiert. Die vakuumdichte Umhüllung besteht aus Aluminiumverbundfolien oder metallisierten Hochbarriere-Kunststofffolien. Es werden Wärmeleitfähigkeiten zwischen 2 und 5 mW/mK erreicht. Um eine Verdoppelung des Wärmewiderstandes der Außenhülle und damit eine Halbierung ihrer Energieverluste zu erzielen, reicht es also aus, nur einen Teil der zur Verfügung stehenden Dämmdicke mit Vakuumpaneelen auszufüllen und den Rest mit Polyurethan auszuschäumen. Der Schaum sorgt zusätzlich für die Stabilität des Gerätes, da er sich in den zu dämmenden Hohlraum leicht einfüllen lässt und sich mit den Oberflächen von Innenteil und Außenteil gut verbindet.Improving the energy efficiency of refrigerators and freezers can be achieved primarily by improving the insulation of the outer shell of the appliances. The reduction of insulation losses due to the usual foam around the cavities between the inner container and the outer casing with polyurethane foams has reached its limits. On the one hand, the thermal conductivity of polyurethane foams can not be brought below 18-20 mW / mK, on the other hand, a maximum possible insulation thickness has now been achieved. Even greater thicknesses of insulation would disproportionately take away useful volume. For this reason, highly expanded, evacuated elements are increasingly being additionally foamed into the polyurethane foam. These vacuum insulation panels are either filled with open-pore glass fiber materials or powder based on fumed silica and evacuated to gas pressures between 0.01 and 5 mbar. The vacuum-tight cladding consists of aluminum composite foils or metallized high-barrier plastic foils. Thermal conductivities between 2 and 5 mW / mK are achieved. In order to achieve a doubling of the thermal resistance of the outer shell and thus to halve its energy losses, it is therefore sufficient to fill only a portion of the available insulation thickness with vacuum panels and foam the rest with polyurethane. The foam also ensures the stability of the device, as it can be easily filled into the cavity to be insulated and connects well with the surfaces of the inner part and the outer part.

Bisher wurden Vakuumdämmplatten im zu dämmenden Hohlraum vor allem an der Außenhülle des Gerätes angeklebt und der innenliegende restliche Hohlraum verschäumt. Dies wurde bisher so durchgeführt, da die Außenhülle üblicherweise aus einem ebenen Blechteil besteht und die Oberfläche des Vakuumpaneels ebenfalls eben ist. Wärmetechnisch gesehen wäre es aber vorteilhafter, wenn das Vakuumpaneel auf dem inneren Gehäuseteil befestigt werden könnte, da dessen umfassende Fläche und damit die Wärmeverluste um einiges geringer sind als die beim äußeren Gehäuseteil.So far, vacuum insulation panels were stuck in the cavity to be insulated, especially on the outer shell of the device and the inner remaining cavity foamed. This has been done so far, since the outer shell usually consists of a flat sheet metal part and the surface of the vacuum panel is also flat. From a thermal point of view, however, it would be more advantageous if the vacuum panel could be fastened to the inner housing part, since its extensive area and thus the heat losses are much lower than those of the outer housing part.

Allerdings ist das innere Gehäuseteil („Inliner”) üblicherweise nicht eben. Es besteht aus dünnem Kunststoff, dem Strukturen für bessere Stabilität oder Halterungsmöglichkeiten für Einschübe im Nutzraum eingeprägt sind. Daher lassen sich die bisherigen Vakuumdämmplatten nicht oder nur ungenügend mit dem inneren Gehäuseteil aus Kunststoff verbinden oder es entstehen Hohlräume zwischen Inliner und Vakuumpaneel, die hinsichtlich Qualitätssicherung des Produktes und Kundenzufriedenheit nicht akzeptabel sind.However, the inner housing part ("inliner") is usually not flat. It is made of thin plastic, the structures for better stability or mounting options for slots are imprinted in the utility room. Therefore, the existing vacuum insulation panels can not or insufficiently connect to the inner housing part made of plastic or there are cavities between inliner and vacuum panel, which are not acceptable in terms of quality assurance of the product and customer satisfaction.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Vakuumdämmplatten so zu gestalten und an den nichtebenen Innenteilstrukturen zu befestigen, dass möglichst keine Hohlräume zwischen dem nicht-ebenen Inliner und den Vakuumdämmplatten entstehen.The object of the invention is therefore to design vacuum insulation panels and to attach them to the non-planar internal structures, that as possible no voids between the non-planar inliner and the vacuum insulation panels arise.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst. Es wird ein Vakuumpaneel mit einer losen Pulverfüllung verwendet, das bei der Herstellung in etwa mit einer Last, die dem Atmosphärendruck entspricht, gemäß 1 zu einer ebenen Platte (1) geformt wird. Methoden zur Herstellung von Vakuumpaneelen, bei denen loses Pulver direkt in die vakuumdichte Hülle eingefüllt wird, beschreibt z. B. die Patentanmeldung DE 10 2005 045 726 . Überraschenderweise lässt sich gemäß 2 ein auf diese Weise hergestelltes Vakuumpaneel (1) so auf ein Kunststoffinnengehäuse einer Kühlschranktür mit Oberflächenstrukturen (2) aufpressen, dass es weitgehend dessen Oberflächenform annimmt. Zur Verbindung mit der Kunststoffoberfläche wird ein Kleber, z. B. auf Polyurethanbasis verwendet, der vor dem Aufpressen auf die Kunststofffläche, der Oberfläche des Vakuumpaneels oder beidem, flächig oder teilflächig aufgetragen wird. Der Aufpressdruck ist dabei weit geringer als der Atmosphärendruck von 1 bar, so dass während des Pressvorgangs die Dichte des Vakuumpaneels praktisch nicht vergrößert wird. Die Oberflächenstruktur des Kunststoffinnenteils (2) wird dabei gemäß 2 zu mindestens zu einem Teil auch auf der außenliegenden Seite des Vakuumdämmkörpers (1) wiedergegeben.The problem is solved according to claim 1. A vacuum panel with a loose powder filling is used, which in the manufacture corresponds approximately to a load corresponding to atmospheric pressure 1 to a flat plate ( 1 ) is formed. Methods for the production of vacuum panels in which loose powder is filled directly into the vacuum-tight envelope describes, for. B. the patent application DE 10 2005 045 726 , Surprisingly, according to 2 a vacuum panel made in this way ( 1 ) so on a plastic inner housing of a refrigerator door with surface structures ( 2 ) press that it takes largely its surface shape. For connection to the plastic surface is an adhesive, for. B. polyurethane-based, which is applied before pressing on the plastic surface, the surface of the vacuum panel or both, surface or partial area. The contact pressure is much lower than the atmospheric pressure of 1 bar, so that the density of the vacuum panel is practically not increased during the pressing process. The surface structure of the plastic inner part ( 2 ) is in accordance with 2 at least in part also on the outer side of the vacuum insulation body ( 1 ).

Vorteil dieses Verfahrens ist, dass bei der Herstellung des Vakuumpaneels kein aufwändiges Presswerkzeug verwendet werden muss. Eine doppelseitige Strukturaufprägung im Rahmen des Herstellungsprozess des Vakuumpaneels ist zudem nur sehr schwierig umsetzbar. Das Aufbringen, Formen und Verkleben des Vakuumpaneels mit dem Kunststoffteil kann erfindungsgemäß in einem Prozessschritt durchgeführt werden. Dadurch verringern sich die Herstellungskosten für die Integration einer Vakuumdämmplatte in den zu dämmenden Hohlraum eines Kühl- oder Gefriergerätes.Advantage of this method is that in the manufacture of the vacuum panel no complex press tool must be used. A double-sided structure embossing in the context of the manufacturing process of the vacuum panel is also very difficult to implement. The application, molding and bonding of the vacuum panel with the plastic part can be carried out according to the invention in one process step. This reduces the cost of integrating a vacuum insulation panel into the cavity of a refrigerator or freezer to be insulated.

Neben dem Innenteil der Tür können grundsätzlich auch die Kunststoffinnenteile der anderen Gehäusewände erfindungsgemäß mit Vakuumpaneelen ausgestattet werden. Sehr tiefe Hohlräume in den Kunststoffgehäuseteilen, z. B. für Halterungen im Innenraum des Gerätes, den die Formung des Vakuumpaneels nicht folgen kann, können vorher zu Stabilisierung mit Polyurethan oder ähnlichem Material ausgeschäumt werden.In principle, in addition to the inner part of the door, the plastic inner parts of the other housing walls can also be equipped with vacuum panels. Very deep cavities in the plastic housing parts, eg. B. for brackets in Interior of the device, which can not follow the formation of the vacuum panel, can be previously foamed to stabilization with polyurethane or similar material.

Dadurch dass mit der Erfindung eine Verlagerung der Vakuumdämmplatten von außenliegend nach innenliegend leichter möglich wird, ist auch eine Verringerung der gesamten Energieaufwandes für den Betrieb des Kühl- oder Gefriergerätes damit verbunden. Zudem wird weniger Fläche für die innenliegenden Vakuumdämmplatten benötigt, was die Kosten zur Erzielung einer ausreichenden Dämmung weiter verringert.The fact that with the invention, a displacement of the vacuum insulation panels from the outside to the inside is easier, a reduction of the total energy consumption for the operation of the refrigerator or freezer is associated with it. In addition, less space is needed for the internal vacuum insulation panels, which further reduces the cost of achieving sufficient insulation.

Neben der Anwendung im Kühlgerätebereich kann ein analoges Verfahren z. B. bei Kühlfahrzeugen, Gebäudeelementen oder ähnlichem verwendet werden.In addition to the application in the refrigerator sector, an analogous method z. B. used in refrigerated vehicles, building elements or the like.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005045726 [0006]

Claims

A method of forming and joining a vacuum insulation board having a non-planar surface, characterized in that a vacuum panel made as a flat plate is pressed onto a non-planar surface to be insulated in such a way that it substantially assumes its surface structure.

A method according to claim 1, characterized in that the flat vacuum insulation board is made with a loose powder filling.

Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the flat vacuum insulation panel is produced during manufacture with a maximum load pressure of 3 bar, preferably with a maximum load pressure of 1.5 bar and more preferably with a load pressure of 1 bar.

Process according to Claims 1 to 3, characterized in that the surface structure is partially or completely visible on the opposite side of the vacuum insulation panel.

Process according to Claims 1 to 4, characterized in that before the pressing on the surface of the vacuum panel or both surfaces are provided with an adhesive.

Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the non-planar surface to be insulated consists of plastic.

Process according to Claims 1 to 6, characterized in that the inner plastic walls of a refrigerator housing are equipped with a vacuum panel.

Process according to Claims 1 to 6, characterized in that the inner plastic wall of a refrigerator door is equipped with the vacuum insulation panels.

A method according to claims 1 to 8, characterized in that the remaining cavity between the plastic inner wall and the outer wall is foamed with polyurethane foam.