DE102011002248A1 - Tension spacer assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter (1) und Abstandhalteranordnung (10) mit wenigstens einem auf Zugbelastung beanspruchten Zugkraft-Übertragungselement (30) zum Wärmeübertragung isolierenden Beabstanden von gegeneinander mit einer Kraft (Fm, FΔp) beaufschlagten ersten und zweiten, die beaufschlagende Kraft (FΔp) verteilenden Wandungen (106, 107), Druckverteilungsplatten (103/51) und/oder Oberflächen von Gegenständen, aufweisend eine Vielzahl an jeder Wandung gegenwirkender, über die Beabstandungsmitte hinweg entgegen hintergreifend vorragender, mit wenigstens einem aufgespannten Zugkraft-Übertragungselement verbundener Druckaufnehmer, wobei zwischen den verschiedenseitigen Druckaufnehmern ein Spalt (121/2) vorgegebener Beabstandung (Δh, Δd) vorgesehen ist. Es ist voeine Multilayeranordnung (203/1p), aufweisend wenigstens eine für Wärmestrahlung reflektierend ausgebildete Layerschicht, unbelastet durch die Beabstandungskräfte angeordnet ist, um den Austausch der Wärmestrahlung zwischen beabstandeten Wandungen (106, 107, 103/51) und/oder Oberflächen der Druckaufnehmer (200/i, 201/i) zu unterdrücken.The invention relates to a spacer (1) and spacer arrangement (10) with at least one tensile force transmission element (30) subjected to tensile load for heat transfer isolating spacing between first and second, the acting force (FΔp), which are acted upon by a force (Fm, FΔp). distributing walls (106, 107), pressure distribution plates (103/51) and / or surfaces of objects, having a plurality of counteracting pressure transducers on each wall, protruding beyond the center of the spacing and protruding from behind, connected to at least one tensioned tensile force transmission element, wherein between the A gap (121/2) of predetermined spacing (Δh, Δd) is provided on various pressure sensors. It is composed of a multilayer arrangement (203 / 1p), comprising at least one layer layer designed to be reflective for thermal radiation, unloaded by the spacing forces, in order to exchange the thermal radiation between spaced-apart walls (106, 107, 103/51) and / or surfaces of the pressure transducers ( 200 / i, 201 / i) to suppress.
Description
Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter und Abstandhalteranordnung, eine Verwendung zum Herstellen von VIP und eine Verwendung zum Herstellen von Randlos-Verbund-Systemen mit den im Oberbegriff jeweiliger unabhängiger Ansprüche genannten Merkmalen.The invention relates to a spacer and spacer assembly, a use for producing VIP and a use for producing rimless composite systems with the features mentioned in the preamble of respective independent claims.
Es ist bekannt, dass in Vakuumisolationen zum Beabstanden der Wandungen Kräfte tragende Stützelemente eingesetzt werden.It is known that force-bearing support elements are used in vacuum insulation for spacing the walls.
Die
In früheren Patentanmeldungen des vorliegenden Anmelders wurden auf Zuglast beanspruchte und wirtschaftlich produzierbare Abstandhalter mit sehr großen Leistungsreserven in konduktiver Wärmeübertragung vorgestellt, die alle auf Drucklast beanspruchten Abstandhalter um Größenordnung/en übertreffen. Solange nur eine oder wenige Mehrschichtungen dieser Anordnungen ausreichen, wie bspw. für Gebäudedämmung ausreichend, liefern sie excelente Ergebnisse. Werden die Temperaturunterschiede größer, wie bei Hochtemperatur- oder Kryoanwendungen, dann übersteigen die Wärmestrahlungsanteile durch ihre Temperaturabhängigkeit in 4-ter Potenz schnell die gewonnen konduktiven Vorteile. Es ist kompliziert, Wärmestrahlungsmaßnahmen in Gestalt vieler Kleinteile in diesen Anordnungen vorzusehen, die aus kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Strahlungsunterdrückungsmitteln wie feinporösen Füllstoffen oder Multilayerisolation aufgebaut sind.Previous patent applications to the present Applicant have presented tensile load-bearing and economically manufacturable spacers having very high power reserves in conductive heat transfer which outstrip all spacers / s claimed in compressive load. As long as only one or a few multilayers of these arrangements are sufficient, such as, for example, sufficient for building insulation, they provide excellent results. If the temperature differences become greater, as in high-temperature or cryogenic applications, then the heat radiation components quickly exceed the conductive advantages gained through their temperature dependence in the 4th power. It is complicated to provide heat radiation measures in the form of many small parts in these arrangements, which are constructed of continuous or discontinuous radiation suppression agents such as fine-porous fillers or multilayer insulation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Zugkraft beanspruchte Abstandhalter derart zu verbessern, dass es einfach und wirtschaftlich möglich wird, Strahlungsunterdrückungsmittel zwischen den zu beabstandenden Wandungen anzuordnen und an die jeweilige Anwendung anzupassen. Ferner ist es eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe, die konduktive Wärmeleitung über die Abstandhalter noch effektiver zu verringern.The invention has for its object to improve traction claimed spacers such that it is easy and economically possible to arrange radiation suppression means between the walls to be spaced and adapted to the particular application. Furthermore, it is a further object of the invention to reduce the conductive heat conduction via the spacers even more effectively.
Die vorliegende Erfindung geht von einem Abstandhalter und Abstandhalteranordnung mit wenigstens einem auf Zugbelastung beanspruchten Zugkraft-Übertragungselement zum Wärmeübertragung isolierenden Beabstanden von gegeneinander mit einer Kraft beaufschlagten ersten und zweiten, die beaufschlagende Kraft verteilenden Wandungen, Druckverteilungsplatten und/oder Oberflächen von Gegenständen aus. Als beaufschlagende Kraft ist vor allem die flächenverteilte Druckdifferenzkraft, aber auch zusätzlich aufgebrachte Massekräfte durch wirkende Gewichte und Beschleunigungen zu verstehen. Die Abstandhalteranordnung weist ferner eine Vielzahl an jeder Wandung gegenwirkender, über die Beabstandungsmitte hinweg entgegen hintergreifend vorragender, mit wenigstens einem aufgespannten Zugkraft-Übertragungselement verbundener Druckaufnehmer auf, wobei zwischen den verschiedenseitigen Druckaufnehmern ein Spalt vorgegebener Beabstandung vorgesehen ist.The present invention is based on a spacer and spacer arrangement with at least one tension-transmitting element subjected to tensile load for heat transfer of spaced apart first and second load-distributing walls, pressure distribution plates and / or surfaces of objects. The acting force is above all the area-distributed pressure differential force, but also additionally applied mass forces to be understood by acting weights and accelerations. The spacer assembly further includes a plurality of opposing each on opposite wall, over the spacer center away from reaching behind projecting, with at least one clamped tensile force transmitting element connected pressure transducer, wherein between the different side pressure transducers, a gap of predetermined spacing is provided.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, dass in dem beabstandeten Spalt eine Multilayeranordnung, aufweisend wenigstens eine für Wärmestrahlung reflektierend ausgebildete, vorzugsweise metallisierte oder metallische, Layerschicht, unbelastet durch die Beabstandungskräfte angeordnet ist, um den Austausch der Wärmestrahlung zwischen beabstandeten Wandungen und/oder Oberflächen der Druckaufnehmer zu unterdrücken. Eine unbelastete Multilayeranordnung erreicht Wärmeleitwerte bis zu 1E-5 W/mK. Beide Außenflächen der Multilayeranordnung sind vorzugsweise mit einem Beabstandungslayer versehen, damit die Oberflächen der Druckaufnehmerplatten und die äußeren reflektierenden Layer der Multilayeranordnung bereits jeweils ein gegenseitig reflektierendes Schirmpaar eingesetzt sind und die Effizienz dadurch gesteigert ist. Die Multilayeranordnung berührt im beabstandeten Spalt beide Oberflächen der Druckaufnehmerplatten, hat jedoch eine etwas geringere Gesamtdicke als die Spaltbeabstandung, sodass ihre einzelnen Layer locker angeordnet sind. Auch kann es von Vorteil sein, die Dicke der Multilayeranordnung deutlich kleiner als die Spaltbeabstandung vorzugeben, um entlang des Spaltes bessere Evakuierungsbedingungen zu schaffen.The objects of the invention are achieved in that in the spaced gap, a multilayer arrangement, comprising at least one heat radiation reflective designed, preferably metallized or metallic layer layer, unloaded by the spacing forces is arranged to exchange the heat radiation between spaced walls and / or surfaces of Suppress pressure sensor. An unloaded multilayer arrangement achieves thermal conductivity values up to 1E-5 W / mK. Both outer surfaces of the multilayer arrangement are preferably provided with a spacing layer, so that the surfaces of the pressure-sensing plates and the outer reflective layers of the multilayer arrangement are already each a mutually reflective screen pair used and the efficiency is thereby increased. The multilayer assembly contacts both surfaces of the pressure transducer plates in the spaced gap, but has a slightly lower overall thickness than the gap spacing, so that their individual layers are loosely disposed. It may also be advantageous to specify the thickness of the multilayer arrangement significantly smaller than the gap spacing, in order to provide better evacuation conditions along the gap.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Multilayeranordnung über eine Vielzahl von Druckaufnehmern einstückig ausgebildet, um dadurch den Zusammenbau der Abstandhalteranordnung zu vereinfachen.According to a preferred embodiment of the present invention, the multilayer assembly is integrally formed over a plurality of pressure transducers to thereby facilitate assembly of the spacer assembly.
Die Multilayeranordnung ist in bevorzugter Ausgestaltung entlang der Zugkraft-Übertragungselemente mit Durchlasausschnitten oder -schnitten versehen, in welche die an den Druckaufnehmern kraftübertragend anliegende Abschnitte der Zugkraft-Übertragungselemente eingelegt sind, sodass die Multilayeranordnung selbst unbelastet bleibt. Dadurch kann nahezu 100% der beabstandeten Flächen durch Multilayeranordnung abgeschirmt sein. Auch Abstandhalteranordnungen mit Faser-Verlängerungsmitteln können erfindungsgemäß im beabstandeten Spalt mit einer Multilayeranordnung versehen sein.The multilayer arrangement is in a preferred embodiment along the tensile force transmission elements with Durchlasausschnitten or sections provided, in which the force transmitting to the pressure transducers portions of the tensile force transmission elements are inserted, so that the multilayer device itself remains unloaded. As a result, almost 100% of the spaced surfaces can be shielded by multilayer arrangement. Spacer arrangements with fiber extension means can also be provided in the spaced-apart gap with a multilayer arrangement.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Breite der Durchlasausschnitte in der Multilayeranordnung dem Durchmesser verwendeter Faserfilamente der Zugkraft-Übertragungselemente entsprechend und vorzugsweise minimal ausgebildet, um einen direkten Strahlungsaustausch vorbei an der Multilayeranordnung auszuschließen oder zu minimieren, wobei die Abstände zwischen den Durchlasausschnitten und den einzelnen Faserfilamenten der Zugkraft-Übertragungselemente übereinstimmen oder mit Vielfachem davon übereinstimmen. Die Faserfilamente sind vorzugsweise bis zur zulässigen Punktbelastbarkeit der Druckaufnehmer konzentriert ausgebildet, sodass der Abstand (a) zwischen ihnen und den Durchlasausschnitten größer sein kann und folglich deren Anzahl geringer ausfällt.In preferred embodiments, the width of the transmission cut-outs in the multilayer assembly is suitably and preferably minimized to the diameter of the fiber filaments of the tensile force transmitting elements used to preclude or minimize direct radiation exchange past the multilayer device, the distances between the transmission cut-outs and the individual fiber filaments being tensile Transmit elements match or match multiple of them. The fiber filaments are preferably concentrated to the allowable point loadability of the pressure transducers, so that the distance (a) between them and the transmission cut-outs may be larger, and consequently their number may be smaller.
Die Multilayeranordnung ist ferner gemäß noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit Mitteln zur flächenweiten Evakuierung zwischen den Layern versehen, wobei diese Mittel Schnitte oder Perforation zur Evakuierung und/oder zwischen den Layern angeordnete Getter- und/oder Trocknungsmittel aufweisen können. Die Durchlasausschnitte oder -schnitte tragen dieser Funktionalität bereits bei.The multilayer arrangement is further provided according to yet a preferred embodiment of the present invention with means for area-wide evacuation between the layers, said means may have cuts or perforation for evacuation and / or arranged between the layers getter and / or desiccant. The aperture cutouts or cuts already contribute to this functionality.
Die Multilayeranordnung ist mit Beabstandungslayern geschichtet, die gewebeartig ausgebildet sind, derart, dass in den geschnittenen oder ausgestanzten Randbereichen das Gewebe naturgemäß ausfranst. Diese Ausfransung des Gewebes bewirkt eine Vergrößerung des Durchmessers einzelner Faserfilamente genau am Rand, sodass die reflektierenden Layer am Rand noch deutlicher beabstandet werden. Die Layer sind unbelastet und hauchdünn, sodass die geringen auftretenden Ausfransungskräfte für diese wichtige Beabstandung ausreichen können. Die Layeranordnung ist gegen Verschiebungen in einer vorgegebenen Position ausgerichtet und befestigt, sodass am rand keine Kontakte zwischen reflektierenden Layern aufgrund der Randdeformation vorkommen. Zur Befestigung der Multilayer an Rändern kann wenigstens ein Beabstandungslayer mit Übermaß hergestellt sein und dadurch am Rand der Multilayeranordnung freiliegen. Diese freiliegende Abschnitte können durch ein mechanisches Befestigungsmittel oder Klebung an einer der Druckaufnehmerplatte befestigt sein.The multilayer arrangement is layered with spacing layers which are fabric-like, such that the fabric naturally frayes in the cut or punched edge regions. This fraying of the fabric causes an enlargement of the diameter of individual fiber filaments exactly at the edge, so that the reflective layers are even more clearly spaced at the edge. The layers are unloaded and wafer-thin, so that the low fracing forces that occur for this important spacing can be sufficient. The layer arrangement is aligned and fixed against displacements in a predetermined position, so that at the edge no contacts between reflective layers due to the edge deformation occur. For fixing the multilayer to edges, at least one spacer layer can be made with oversize and thereby exposed at the edge of the multilayer arrangement. These exposed portions may be attached to a pressure transducer plate by a mechanical fastener or adhesive.
Die Druckaufnehmer weisen vorzugsweise in ihnen ausgebildete rückseitige Hohlräume auf, die als Evakuierungskanäle mit einem vergrößerten Querschnitt dienen können, wobei optional entlang der Druckaufnehmer verteilte Evakuierungsöffnungen diese Evakuierungskanäle mit dem beabstandeten Spalt verbinden, um die Evakuierungsgeschwindigkeit und/oder -qualität zu steigern.The pressure transducers preferably have back cavities formed therein which may serve as evacuation passages of enlarged cross-section, with evacuation ports optionally distributed along the pressure transducers connecting these evacuation passages to the spaced apart gap to increase evacuation speed and / or quality.
Die Druckverteilungsplatten und/oder Wandungen können aus einem Metallblech, Kunststoff, Presspapierprodukt, Glas oder Keramik gebildet sein. Ferner können sie bereits zur Ausbildung der gasdichten Barriere herangezogen sein, die dadurch substituiert wird.The pressure distribution plates and / or walls can be formed from a sheet metal, plastic, press paper product, glass or ceramic. Furthermore, they can already be used to form the gastight barrier, which is thereby substituted.
Die Tragfähigkeit der Druckverteilungsplatten und/oder Wandungen ist so vorzugeben, dass sie die anteiligen Flächenkräfte zwischen zwei benachbarten gleichseitigen Druckaufnehmern tragen können. Zwecks Erhöhung der Steifigkeit können Strukturen in die Druckaufnehmerplatten und/oder in die zu beabstandenden Wandungen eingebracht sein, z. B. Wellen, Rillen, Riffelungen etc..The load bearing capacity of the pressure distribution plates and / or walls shall be such that they can carry the proportional surface forces between two adjacent equilateral pressure transducers. In order to increase the rigidity structures may be incorporated in the pressure transducer plates and / or in the walls to be spaced, z. As waves, grooves, corrugations etc ..
Die beabstandeten Wandungen, Druckverteilungsplatten oder Gegenstände können gemäß bevorzugter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung 2- oder 3-dimensimal gekrümmte Formflächen beliebiger Gestalt aufweisen, wobei die Druckaufnehmer eine dazu angepasste normale Ausrichtung und/oder Formgebung aufweisen. Die Multilayeranordnung kann bei 2-dimensional gekrümmten Flächen meistens einfach an die Krümmung der Fläche angepasst werden. Bei 3-dimensional gekrümmten Flächen kann die Multilayeranordnung entweder formgebend angepasst ausgebildet sein oder in Gestalt von ganz oder teilweise zerschnittener Streifen ausgebildet sein, die zwischen den gut verformbaren Beabstandungslayern aus Fasern eingelegt sind.The spaced walls, pressure distribution plates or articles may according to a preferred embodiment of the present invention 2- or 3-dimensimal curved molding surfaces of any shape, the pressure transducer having a matched normal orientation and / or shaping. In the case of 2-dimensionally curved surfaces, the multilayer arrangement can usually be easily adapted to the curvature of the surface. In the case of 3-dimensionally curved surfaces, the multilayer arrangement can either be formed in a form-fitting manner or be configured in the form of completely or partially cut-off strips which are inserted between the well-deformable spacing layers of fibers.
Die Wandungen und/oder Druckaufnehmerplatten sind vorzugsweise aus Metallblech oder Kunststoff, Glas oder Keramik ausgebildet, und optional vorzugsweise ein- oder zweiseitig mit einer Strahlungsreflexionsschicht oder -oberfläche versehen, die insbesondere dem beabstandeten Spalt zugewandt sind.The walls and / or Druckaufnehmerplatten are preferably formed of sheet metal or plastic, glass or ceramic, and optionally preferably on one or two sides provided with a radiation reflection layer or surface, which in particular face the spaced gap.
Die Breite und Länge der Druckaufnehmerplatten mit Druckaufnehmern sind bevorzugt derart für eine beabsichtigte Temperaturanwendung vorgegeben, dass verschiedene Wärmeausdehnung der kaltseitigen und warmseitigen Druckaufnehmerplatten und/oder Druckverteilungsplatten und/oder Wandungen durch die Spaltbeabstandung abgedeckt ist und es zu keiner Berührung führen kann, wobei die Zugkraft-Übertragungselemente um die Druckaufnehmer wenigstens einer der beabstandeten Druckaufnehmerplatten gleitend angeordnet sind. So auf Platten vorgegebener Größe eingeschränkte Abstandhalteranordnungen können aneinander gereiht eine große Fläche abdecken, wobei zwischen ihnen je ein kleiner Randspalt frei gelassen wird. Die verschiedenseitigen Wärmeausdehnungen bleiben dadurch lokal auf je eine Platte beschränkt und addieren sich nicht zusammen.The width and length of the pressure transducer plates with pressure transducers are preferably predetermined for an intended temperature application, that different thermal expansion of the cold side and hot side pressure transducer plates and / or pressure distribution plates and / or walls is covered by the gap spacing and it can not lead to contact, wherein the tensile force Transmission elements are slidably disposed about the pressure transducer at least one of the spaced Druckaufnehmerplatten. So on Plates of predetermined size limited spacer assemblies can be strung together cover a large area, leaving between each a small edge gap is released. The different-side thermal expansions are thereby limited locally to one plate and do not add together.
Die Druckaufnehmer sind vorzugsweise einstückig in Gestalt einer unsymmetrischen Wellplatte, Trapezplatte oder geriffelten Platte vorgegebener Abmessungen ausgebildet, wobei Tiefzieh-, Press-, Spritzguss- und/oder Extrusionsverfahren zu bevorzugen sind. Bei Well- oder Trapezplatte kann rückseitig ein Spannblatt vorgesehen sein, das entweder einstückig mit dem Profil oder nachträglich angebracht sein kann und für zusätzliche konstruktive Steifigkeit sorgt. Die Hohlräume in den Wellen oder Trapezprofilen bilden die Evakuierungskanäle für eine schnelle flächenweite Evakuierung der Anordnung und vor allem der eng beabstandeten Multilayeranordnung.The pressure transducers are preferably formed in one piece in the form of an asymmetrical corrugated plate, trapezoidal plate or corrugated plate of predetermined dimensions, wherein deep-drawing, pressing, injection molding and / or extrusion processes are to be preferred. For corrugated or trapezoidal plate back a clamping sheet may be provided, which may be either integral with the profile or subsequently attached and provides additional structural rigidity. The cavities in the corrugations or trapezoidal profiles form the evacuation channels for a rapid, area-wide evacuation of the arrangement and above all the closely spaced multilayer arrangement.
Als Faser für die Zugkraft-Übertragungselemente (
Die Fasern können aus folgender unvollständiger Aufzählung gewählt sein: Kohle-, Aramid-, Glas-, S-Glas-, Quarzglas-, Basalt-, Keramik-, Edelstahl-, Wolfram-, Tantal-, Vectran®TM, Zylon®TM, Dyneema®TM, Spinnenseide, Kunststoffen und weiteren zuglaststarken und gering Wärme leitenden Fasern.The fibers may be selected from the following incomplete list: carbon, aramid, glass, S-glass, quartz glass, basalt, ceramic, stainless steel, tungsten, tantalum, Vectran® ™ , Zylon® ™ , Dyneema® TM , spider silk, plastics and other high-fiber and low-heat conductive fibers.
Die erfindungsgemäßen Abstandhalteranordnungen sind bevorzugt auf einen Druck zu evakuieren, bei dem die mittlere freie Weglänge der Restgasmoleküle größer als die Beabstandung zwischen den Layern der Multilayeranordnung und/oder der von ihr unverdeckter Abschnitte ist.The spacer arrangements according to the invention are preferably to be evacuated to a pressure at which the mean free path of the residual gas molecules is greater than the spacing between the layers of the multilayer arrangement and / or the sections uncovered by it.
Die Multilayeranordnung weist vorzugsweise als Layer Metallfolien und/oder metallisierte Kunststoffträgerfolien und oder metalloxidbeschichtete und/oder Keramik beschichtete Folien und/oder Metamaterialschicht/en auf. Die Emissivitätsrate der Reflexionsschichten beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 10%, bevorzugter zwischen 0,5 und 5%, noch bevorzugter zwischen 0 und 2%. Bei sehr hohen Temperaturen müssen hitzebeständige Stoffe eingesetzt werden, die unter Umständen weit höhere Emissivität aufweisen.The multilayer arrangement preferably has as layers metal foils and / or metallized plastic carrier films and / or metal-oxide-coated and / or ceramic-coated films and / or metamaterial layer (s). The emissivity rate of the reflective layers is preferably between 1 and 10%, more preferably between 0.5 and 5%, even more preferably between 0 and 2%. At very high temperatures, heat-resistant materials must be used, which may have much higher emissivity.
Die Layerdichte der Multilayeranordnung liegt bevorzugt zwischen 5 und 50, bevorzugter zwischen 10 und 30, noch bevorzugter zwischen 15 und 20 pro mm Dicke.The layer density of the multilayer arrangement is preferably between 5 and 50, more preferably between 10 and 30, even more preferably between 15 and 20 per mm of thickness.
Die auf Strahlung und Konduktion bezogene Wärmeleitfähigkeit der Multilayeranordnung liegt beispielsweise im Bereich von 0,00001 W/mK liegt (bei 300 K).The thermal conductivity of the multilayer arrangement related to radiation and conduction is, for example, in the range of 0.00001 W / mK (at 300 K).
Die Keramik-Oxid- oder Metallschichtdicken der Layer der Multilayeranordnung sind vorzugsweise zwischen 10 und 100 nm, bevorzugter zwischen 20 und 70 nm, noch bevorzugter zwischen 30 und 50 nm dick.The ceramic oxide or metal layer thicknesses of the multilayer device layers are preferably between 10 and 100 nm, more preferably between 20 and 70 nm, even more preferably between 30 and 50 nm thick.
Die reflektierenden Schichten der Layer der Multilayeranordnung können aus einer nicht vollständigen Auflistung aus Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Platin, Zinn, Chrom, TiN- oder einer Metalloxid- oder Keramikschicht ausgewählt und beliebig kombiniert sein.The reflective layers of the layers of the multilayer arrangement can be selected from an incomplete list of copper, aluminum, gold, silver, platinum, tin, chromium, TiN or a metal oxide or ceramic layer and combined as desired.
Die einzelnen Layer sind mittels Formgebung durch Knittern oder Noppenformung oder durch dazwischen angeordnete flächenartige Abstandslayer gegen konduktive Wärmeübertragung voneinander und/oder den Wandungen und/oder Druckaufnehmern isoliert. Die flächenartigen Abstandslayer können aus Glasfasern oder anderen Fasern als Gewebe, Netz, Papier oder Vlies oder aus Celllulose- oder Kunststofffasern gebildet sein.The individual layers are isolated from each other by means of shaping by wrinkling or knobbly shaping or by interposed planar spacer layers against conductive heat transfer from one another and / or the walls and / or pressure sensors. The sheet-like spacer layers can be formed from glass fibers or other fibers as a woven fabric, net, paper or nonwoven fabric or from cellulose or synthetic fibers.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt sind ihre Aufgaben durch eine Verwendung der Abstandhalteranordnung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen oder deren Kombinationen zum Herstellen von evakuierter oder evakuierbarer VIP (vacuum insulated panel) oder VIG (vacuum insulated glas) gelöst, wobei wenigstens eine Abstandhalteranordnung von wenigstens einer gasdichten Hülle umschlossen wird. Die gasdichte Hülle ist vorzugsweise wenigstens im Randbereich aus einer dünnen metallischen Folie oder metallisch dünn beschichteter Kunststofffolie wärmedämmend ausgebildet.According to another aspect of the invention, their objects are achieved by use of the spacer assembly of any of the previously described embodiments or combinations thereof for manufacturing evacuated or vacuum insulated vacuum panels, wherein at least one spacer assembly of at least one sealed gas-tight envelope. The gas-tight envelope is preferably formed thermally insulating at least in the edge region of a thin metallic foil or thin metal-coated plastic film.
Nach noch einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt sind ihre Aufgaben durch eine Verwendung der Abstandhalteranordnung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen oder deren Kombinationen zum Herstellen eines evakuierten oder evakuierbaren Randlos-Verbund-Systems (RVS) gelöst, aufweisend eine innere und eine äußere gasdichte Hüllwandungen, wobei eine Vielzahl von Abstandhalteranordnungen mit oder ohne Abstand untereinander zwischen ausreichend versteiften Wandungen angeordnet ist. Dabei zwischen den Abstandhalteranordnungen Leerräume entstehen, die ein verzweigtes Kanalsystem ausbilden und der Evakuierung von wenigstens einem gemeinsamen Evakuierungs- und Befluidungsanschluss aus durch die zugänglichen Abschnitte der jeweiligen gasdurchlässigen Hüllen der Abstandhalteranordnungen dienen.According to yet another aspect of the invention, their objects are achieved by use of the spacer assembly of any of the previously described embodiments or combinations thereof for manufacturing an evacuated or evacuatable frameless composite system (RVS) comprising inner and outer gas tight envelope walls, one Variety of spacer assemblies with or without distance between them is arranged between sufficiently stiffened walls. In the process, empty spaces are created between the spacer arrangements, forming a branched channel system and serving for the evacuation of at least one common evacuation and Befluidungsanschluss from the accessible sections of the respective gas-permeable sheaths of the spacer assemblies.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Verwendungen können die VIPs und/oder Randlos-Verbund-Systeme zum Ausbilden wenigstens eines von folgenden funktionell zusammenhängenden thermoisolierenden/thermoisolierten und/oder schalisolierenden Isolations-Systemen in einer nicht vollständigen Aufzählung verwendet werden:
Gebäudewandungen, Fundamentunterwandungen, Boden-/Etagenunterwandungen, Plattenbau-Paneele, Türen- und Fensterrahmen- und -zargen, Glasscheiben, Dachwandungen, Gewächshäuser, flache und Rohr-Solarkollektoren, Rohrleitungen und Rohrfittinge, Rohrarmaturen, Ventile/Drosseln, elektrische Stromschalter, stationäre und Portable Wärme-/Kältespeicher, Kälte-/Wärmetauscher gegenüber Außenumgebung, Kessel, Befüllungsanlagen/Anschlusse für heiße und/oder kalte Medien, Durchflussmesseinheiten, Kraftwerks- und Antriebs-Turbinen-, Dampfkondensatoren, Falltürme, Raketen-Antriebe und Gastanks, Elektro-Generatoren-, wärmeentkoppelte Drehwellen, Transformatoren-, Antriebskraftmaschinen-, Wärmekraftmaschinen, Stirlingmotor, Brenner-, Schornsteine, Müllverbrennungsanlagen, Brennstoffzellen-Ummantelung, Stromsupraleiter/Magnetspulen, Tokamak-/Kernfusionsreaktoren, Spinkerntomograf, Wärmetauscher, Wärmepumpen, Fernwärmeleitungen, Behälter/Container/Deckel, Versandmittel, Lebensmittel- und pharma-medizinische Verpackungsmittel, Dewarflaschen/Thermosflaschen, Schiffs-, Unterwasserfahrzeuge-, Fluggerät-, Schienen- und Landfahrzeuggehäuse/Rümpfe/Wandungen/Karosserien, Gehäuse, Kühlräume und Karosserien und Antriebsmaschinen, Auspuff-/Abgasanlagen, Kältegeräte, Kochgeschirr/Kochkessel/Backgeräte, Schmelztiegel und -öfen, Thermobehandlungsanlagen, Öfen, Geschosstreibmittel aus Heißdampf, Wärmeschutzbekleidung/Schuhe, Taucheranzüge, flexible Abschirmungen/Zeltbehausungen, Hitzeschildelemente, Raffinerie-/Chemieanlagen und Rohrleitungen, Bremsleitungen, Pressluftbehälter, Flüssiggasbehälter, Helium/Wasserstofftanks, Vakuum-Schottvorrichtungen, Badewannen, Swimmingpools, VIP-Paneele und VIP-Winkel-/Eckenelemente, Schallisolationsumhüllungen für Kraftmaschinen und andere Anwendungen. According to a preferred embodiment of the uses, the VIPs and / or rimless composite systems may be used to form at least one of the following functionally coherent thermoisolating / thermoisolated and / or soundproofing insulation systems in an incomplete list:
Building walls, foundation basements, floor / floor basements, prefabricated panels, door and window frames and frames, glass panels, roof walls, greenhouses, flat and tubular solar collectors, piping and pipe fittings, pipe fittings, valves / throttles, electric power switches, stationary and portable Heat / cold storage, outdoor / outdoor heat exchanger, boilers, filling equipment / hot and / or cold media connections, flow measuring units, power plant and propulsion turbine, steam condensers, drop towers, rocket propulsion and gas tanks, electric generators, heat decoupled rotary shafts, transformers, propulsion machinery, heat engines, stirling engines, combustors, chimneys, waste incinerators, fuel cell shrouds, current superconductors / solenoids, tokamak / nuclear fusion reactors, spin tomographs, heat exchangers, heat pumps, district heating pipelines, containers / containers / lids, shipping containers, foodstuffs - and pharma-medical packaging, dewar / thermos, marine, underwater, aircraft, rail and land vehicle casings / hulls / walls / bodies, housings, refrigerators and bodies and engines, exhaust systems, refrigerators, cookware / cooking kettles / bakers , Melting pots and ovens, Thermal treatment equipment, Ovens, Superheated propellants, Thermal insulation clothing / Shoes, Diving suits, Flexible shields / Tents, Heat shield elements, Refinery / Chemical plants and pipelines, Brake pipes, Compressed air tanks, LPG tanks, Helium / hydrogen tanks, Vacuum bulkhead devices, Bathtubs, Swimming pools, VIP panels and VIP angle / corner elements, sound insulation cladding for power machines and other applications.
Es werden bevorzugt ausgasungsarme Stoffe für die Herstellung der erfindungsgemäßen Abstandhalteranordnungen eingesetzt und im evakuierten Hohlraum die in Vakuumtechnik üblichen Getter- und Trocknungsmittel verwendet, um Vakuum aufrechtzuerhalten. Weißblech mit Zinn- oder Chrombeschichtung und hitzebeständige Stahlbleche, Kunststoffe ohne Weichmachermittel und Presspapierstoffe ohne ausgasende Bindemittel. Trocknung durch Backen bei Temperaturen zwischen 100 und 450°C kann in der Produktion und nach dem Einbau in einer Anwendung vor Ort zum Entdampfen angewandt werden. Alle im evakuierten Hohlraum liegenden Oberflächen können zwecks Reduzierung der Adsorption besonders glatt ausgebildet sein.Ausgasungsarme substances are preferably used for the preparation of the spacer assemblies according to the invention and used in the evacuated cavity, the usual in vacuum getter and desiccant to maintain vacuum. Tinplate with tin or chrome coating and heat-resistant steel sheets, plastics without plasticizer and press paper fabrics without degassing binders. Drying by baking at temperatures between 100 and 450 ° C can be used in production and after installation in an on-site application for evaporation. All lying in the evacuated cavity surfaces may be designed to be particularly smooth in order to reduce the adsorption.
Die erfindungsgemäßen Abstandhalter sind zum Einsatz im Fein- und Hochvakuum, sowie Ultrahochvakuum geeignet und an Temperaturanwendungen zwischen 0 K und bis zu 2000 K aufgrund vielfältig verwendbarer Stoffe anpassbar.The spacers according to the invention are suitable for use in fine and high vacuum, as well as ultra-high vacuum and adaptable to temperature applications between 0 K and up to 2000 K due to versatile materials.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Als eine unsymmetrische Wellplatte ausgebildete Druckaufnehmerplatte
Auf die im Bild untere Druckaufnehmerplatte
Die Multilayeranordnung
Die beabstandet um den vorgegebenen Betrag a verlaufenden Abschnitte der Zugkraft-Übertragungselemente
Die in die Durchlasausschnitte
Die beiden Druckaufnehmerplatten
Die zueinander gewandten Oberflächen der gegenseitigen Druckaufnehmer
Die Befestigung der Abschnitte der Zugkraft-Übertragungselemente
Die Anzahl und Schichtdichte der Layer in der Multilayeranordnung
Damit die an den Zugkraft-Übertragungselementen
Die Längen- und -breitenmaße einer Druckaufnehmerplatte
Es sei angemerkt, dass die dargestellten Ausgestaltungen nicht den gesamten Umfang der vorliegenden Erfindung beschreiben können, sondern es einem durchschnittlichen Fachmann möglich ist, weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen zu kreieren, die von dem in den Ansprüchen definierten Schutzumfang erfasst sind, ohne dass er hierzu erfinderisch tätig werden muss.It should be noted that the illustrated embodiments can not describe the entire scope of the present invention, but it is possible for one of ordinary skill in the art to create further embodiments of the invention, which are covered by the scope defined in the claims, without being inventive step got to.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 103/51103/51
- DruckverteilungsplattenPressure distribution plates
- 106, 107106, 107
- Wandungwall
- 107/91107/91
- Randschulter, KantenstützeEdge shoulder, edge support
- 121/1, 121/3121/1, 121/3
- Hohlraum, Teilhohlraum,Cavity, partial cavity,
- 121/2121/2
- Spaltraum, SpaltGap, gap
- 200, 201200, 201
- DruckaufnehmerplatteDruckaufnehmerplatte
- 200/i, 201/i200 / i, 201 / i
- DruckaufnehmerPressure transducer
- 200/m200 / m
- Kontaktfläche, FestpunktContact area, benchmark
- 200/n200 / n
- Evakuierungsöffnungevacuation opening
- 203/1p203 / 1p
- Strahlungsschildpaket, Strahlungsunterdrückungsmittel, MultilayeranordnungRadiation shield package, anti-radiation agent, multilayer assembly
- 203/1pn203 / 1pn
- DurchlasausschnitteDurchlasausschnitte
- 30/n30 / n
- Abschnitte der Zugkraft-ÜbertragungselementeSections of the traction transfer elements
- 3030
- Zugkraft-ÜbertragungselementeTraction transmission elements
- 30/530.5
- Spannleisteclamping bar
- 300/6300/6
- Rückhalteelement, Rückhaltefaser, HaltefaserRetaining element, retaining fiber, retaining fiber
- Fmfm
- Kraft, Masseträgheitskraft, GewichtForce, inertia, weight
- FΔp F Δp
- DruckdifferenzkraftPressure difference force
- Δd.DELTA.d
- Spaltabstandgap distance
- Δh.delta.h
- Spaltabstandgap distance
- hH
- BeabstandungshöheBeabstandungshöhe
- HH
- Gesamtdicketotal thickness
- RVSRVS
- Randlos-Verbund-SystemsBorderless composite system
- VIGVIG
- vacuum insulated glasvacuum insulated glass
- VIPVIP
- vacuum insulated panelvacuum insulated panel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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