DE102015008130A1

DE102015008130A1 - Verfahren zur Herstellung eines Vakuumdämmkörpers

Info

Publication number: DE102015008130A1
Application number: DE102015008130.6A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hiemeyer; Michael Freitag; Martin Kerstner
Original assignee: Liebherr Hausgeraete Lienz GmbH; Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Current assignee: Liebherr Hausgeraete Lienz GmbH; Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2016-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumdämmkörpers. Hierbei wird im Rahmen der Herstellung ein wenigstens abschnittsweise an einer Stützform anliegender Folienbeutel durch eine Befüllöffnung mit einem Kernmaterial, vorzugsweise einer Perlitschüttung, befüllt und die Stützform zusammen mit dem Vakuumdämmkörper bewegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumdämmkörpers. Vakuumdämmkörper kommen beispielsweise bei der Wärmedämmung in Kühl- bzw. Gefriergeräten zur Verwendung. Hierbei wird in dem Bereich zwischen dem Außenmantel des Gerätes und dem zu kühlenden Innenbehälter ein Vakuumdämmkörper angeordnet, um mittels des Prinzips der Vakuumwärmedämmung zwischen Außen- und Innenseite des zu dämmenden Gerätes eine ausreichend hohe Wärmedämmung zu erzielen.
Ein derartiger Vakuumdämmkörper ist beispielsweise aus der DE 10 2013 005 585 A1 bekannt. Der aus dieser Patentanmeldung bekannte Vakuumdämmkörper besteht aus einer diffusionsdichten, d. h. vakuumdichten Umhüllung, deren Oberfläche größer ist als die Oberfläche des Hüllkörpers, wie beispielsweise eines Innenbehälters, an dem die Umhüllung anliegt. So ist es beispielsweise möglich, vorspringende oder zurückversetzte Konturen des Hüllkörpers in der Umhüllung abbilden zu können.
Darüber hinaus gibt es jedoch auch Vakuumdämmkörper, die auf die Nutzung eines Hüllkörpers verzichten, sich die Form also lediglich aufgrund des in einer diffusionsdichten Umhüllung befindlichen Kernmaterials ergibt.
Bei der Herstellung eines Vakuumdämmkörpers wird vorzugsweise eine Schüttung in die Umhüllung eingebracht. Um diese Einbringung der Schüttung sinnvoll durchführen zu können, ist in der Umhüllung eine Öffnung vorgesehen, die im Nachgang zur Befüllung vakuumdicht verschlossen werden muss.
Problematisch erweist sich in diesem Zusammenhang, dass sich die eingebrachte Schüttung nicht in einer zufriedenstellenden homogenen Art und Weise verteilt.
Falls die Schüttung, die typischerweise ein Perlit ist, vor Beginn des Evakuiervorgangs nicht in allen Bereichen des Hohlraums in annähernd gleicher Dichte vorliegt, führt dies dazu, dass punktuell in einem Bereich geringerer Dichte ein größerer Schrumpf beim Evakuiervorgang stattfindet. Dies bedingt eine ungewollte Abweichung einer beabsichtigten Formkontur des Vakuumdämmkörpers in diesem Bereich.
Diese Überlegungen sind nicht auf Kühl- und/oder Gefriergeräte beschränkt sondern gelten für wärmeisolierte Behältnisse im Allgemeinen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumdämmkörpers vorzusehen, das ein Abweichen von einer gewünschten Sollform verhindert ohne dabei die Struktur der diffusionsdichten Umhüllung zu beschädigen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass im Rahmen der Herstellung ein wenigstens abschnittsweise an einer Stützform anliegender Folienbeutel durch eine Befüllöffnung mit einem Kernmaterial befüllt wird, und die Stützform zusammen mit dem befüllten Folienbeutel bewegt wird. Vorzugsweise wird die Bewegung durch Rütteln oder auch durch andere Mittel, wie z. B. Ultraschall hervorgerufen.
Indem die Stützform in Vibration versetzt wird, wird dem Kernmaterial, das vorzugsweise in Form einer Schüttung vorliegt, besonders vorzugsweise in Form einer Perlitschüttung, Bewegungsenergie zugeführt. Dies führt dazu, dass sich das in dem Vakuumdämmkörper vorhandene Kernmaterial besonders gleichmäßig verteilt.
Durch die gleichmäßige Verteilung und Verdichtung wird erreicht, dass im Rahmen einer nachgelagerten Evakuierung des Folienbeutels eine größere Formstabilität des Folienbeutels erreicht wird als ohne die vorausgegangene Vibration der den Vakuumdämmkörper enthaltenden Stützform.
Als Kernmaterial wird jedes in dem Folienbeutel eingebrachte Material betrachtet. Vorzugsweise ist das Kernmaterial eine Schüttung, bevorzugterweise eine Perlitschüttung, die durch eine Befüllöffnung in den Folienbeutel eingebracht wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nicht bereits ein vollständig versiegelter Folienbeutel an die Stützvorrichtung angelegt wird, sondern in einem ersten Schritt der leere Folienbeutel angelegt wird, und die Stützform eine Haltevorrichtung des Folienbeutels bildet, während diese mit einem Kernmaterial befüllt wird.
Da der Folienbeutel in der Stützform eingebracht ist, übertragen sich die Bewegungen, vorzugsweise die Vibrationsbewegung der Stützform auf den Folienbeutel und führen zu einer vorteilhaften Verteilung des eingebrachten Kernmaterials.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird bzw. werden in dem Verfahren ferner eine oder mehrere der Seiten des in der Stützform befindlichen Folienbeutels durch einen oder mehrere Stempel mit einem Pressdruck beaufschlagt.
Durch das Anlegen eines Pressdrucks ist es möglich, das in dem Folienbeutel vorhandene Kernmaterial bereits vor dem Beginn eines Evakuiervorgangs einer Dichte anzunähern, die der Dichte nach einer Evakuierung des Folienbeutels unter Druckbelastung mit atmosphärischem Druck entspricht.
Besonders im Zusammenspiel mit den durch das Bewegen bzw. Rütteln erzeugten Vibrationen führt der ausgeübte Pressdruck dazu, dass sich das typischerweise in Pulverform vorliegende Kernmaterial in einer besonders gleichmäßigen Art und Weise verteilt.
Ein Stempel kann hierbei ein beliebig ausgeformtes Element darstellen, mit dem ein Pressdruck auf den in der Stützform befindlichen Vakuumdämmkörper ausgeübt werden kann. Vorzugsweise ist ein Stempel Teil der Stützform und/oder bewegt sich von derselben Seite auf den Folienbeutel zu, von der der Folienbeutel befüllt worden ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Schritt des Bewegens und ggf. der Beaufschlagung mit Pressdruck die Befüllöffnung geschlossen und der Folienbeutel luftdicht versiegelt wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Pressdruck von derjenigen Seite des Folienbeutels wirkt, an der sich die Befüllöffnung befindet bzw. befand.
So ist es möglich, zuerst den Folienbeutel an die Stützform anzulegen, das Kernmaterial in das Hülleninnere einzuschütten, den Folienbeutel zu versiegeln und in einem nachgelagerten Verfahrensschritt die Anordnung zu rütteln oder anderweitig zu bewegen und gleichzeitig und/oder später mithilfe eines Stempels oder mehrere Stempel einen Pressdruck auszuüben. Dies bedingt hinsichtlich eines Fertigungsprozesses einen besonders effektiven Ablauf.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in dem Verfahren der durch den oder die Stempel ausgeübte Pressdruck von einem ersten Pressdruckwert auf einen zweiten Pressdruckwert erhöht, also der von dem Stempel oder den Stempeln ausgeübte Druck erhöht.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Pressdruck während des Bewegens schrittweise oder kontinuierlich erhöht wird.
Dies ist vorteilhaft, da ein mit einem geeigneten ersten Pressdruckwert aufliegender Stempel dazu führt, dass die durch das Bewegen, insbesondere das Rütteln der Stützform an das Kernmaterial weitergegebene Bewegungsenergie nicht durch ein Ausüben einer zu großen Pressdruckkraft beschränkt wird. Daher wird anfänglich ein möglichst großer Verteilungseffekt erzielt. Wird dann im weiteren Verlauf der Pressdruck erhöht, wird auch die Bewegungsfreiheit des typischerweise in Pulverform vorliegenden Kernmaterials durch die Erhöhung der Dichte eingeschränkt. Dies führt zu einer idealen Verteilung des Kernmaterials. Vorzugsweise ist der erste Pressdruckwert größer Null.
Nach einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird der Stempel oder werden die Stempel gemeinsam mit dem befüllten Folienbeutel, vorzugsweise in einer identischen Weise wie die Stützform bewegt, wie beispielsweise gerüttelt.
Dies ist von Vorteil, da bei einem identischen Bewegungs- bzw. Rüttelvorgang von Stempel und Stützform die Abstände von Stempel zu Stützform auf ein Minimum reduziert werden können. Daher ist es möglich, einen besonders gleichmäßigen Druck über eine große Fläche auf den in der Stützform befindlichen Folienbeutel auszuüben.
Dabei ist selbstverständlich auch möglich, dass der Stempel oder die Stempel ein Teil der Stützform sind und zusammen mit dieser bewegt, wie beispielsweise gerüttelt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in dem Verfahren während und/oder nach dem Bewegen der befüllte Folienbeutel evakuiert, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass ein Unterdruck an das Innere des Folienbeutels angelegt wird, während der oder die Stempel mit einem konstanten Pressdruck gegen den Folienbeutel nachgeführt wird bzw. werden.
Vorzugsweise wird der Unterdruck nach einem Abschluss des Verteilvorgangs des Kernmaterials innerhalb des Folienbeutels angelegt. Das Nachführen des Stempels oder der Stempel während dem Ausbilden des Unterdrucks ist in der Hinsicht vorteilhaft, da ein etwaiger weiterer Schrumpf, also ein etwaiges weiteres Nachgeben des Kernmaterials hierbei in die Richtung der Stempelbewegung forciert wird und der Schrumpf in dem Herstellungsprozess insgesamt kontrollierbarer ist.
Ferner wird durch das Anlegen des Unterdrucks die durch den Stempeldruck hervorgerufene Form in dem Kernmaterial des Folienbeutels fixiert. Daher kann vorgesehen sein, dass bei einem Anlegen eines Vakuums hier der oder die Stempel mit einem gleichbleibenden Pressdruck gegen den Folienbeutel nachgeführt werden. Dieser Druck sollte im Optimalfall bis zum Erreichen des gewünschten Vakuumniveaus aufrechterhalten werden. In einer Ausführungsform wird der Pressdruck während der Evakuierung des Folienbeutels schrittweise oder kontinuierlich erhöht, wobei vorgesehen sein kann, dass der Pressdruck während der Evakuierung des Folienbeutels höher ist als während des Bewegens.
In einer Ausführungsform wird während des Bewegens zwischen der Stützform und dem Folienbeutel ein Unterdruck angelegt wird, sodass der Folienbeutel an die Stützform angesaugt. Es kann vorgesehen sein, dass die Hülle des Folienbeutels durch Unterdruck an die Stützform angesaugt wird. Durch das Ansaugen der Außenhülle des Folienbeutels lassen sich Rüttelbewegungen oder sonstige Bewegungen der Stützform in einer besonders effektiven Art auf den Folienbeutel bzw. das darin befindliche Kernmaterial übertragen. Auch wird durch das Ansaugen der Hülle an die Stützform ein maximaler Freiraum für das typischerweise als Pulver vorliegende Kernmaterial geschaffen, um auch in engen Konturstellen eine gewünschte Dichte des Kernmaterials zu erzielen.
In einer Ausführungsform wird während und/oder nach dem Bewegen der zwischen der Stützform und dem Folienbeutel angelegte Unterdruck entspannt wird. Es kann vorgesehen sein, dass der zwischen der Stützform und dem Folienbeutel angelegte Unterdruck unmittelbar vor der Evakuierung oder gleichzeitig mit der Evakuierung des Folienbeutels entspannt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bewegen des Folienbeutels beendet wird, bevor der Folienbeutel evakuiert wird. Alternativ kann das Bewegen aber auch während oder nach der Evakuierung des Folienbeutels und/oder während oder nach Entspannung des Unterdrucks zwischen der Stützform und dem Folienbeutel fortgesetzt bzw. wieder aufgenommen werden.
In einer Ausführungsform wird der Körper während der Bewegung, d. h. während des Verteilvorgangs des Füllmaterials an der starrwandigen Stützform fixiert. Die Fixierung kann beispielsweise durch ein Klemmen erfolgen, wobei vorgesehen sein kann, dass der Vakuumdämmkörper zwischen zwei Wände der starrwandigen Stützform geklemmt werden kann.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Behältnisses, vorzugsweise eines Kühl- und/oder Gefriergeräts, wobei der gefüllte Folienbeutel als Dämmkörper dient.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei zumindest einem Teil der Stützform um eine Pressform. Bei zumindest einem anderen Teil der Stützform kann es sich auch um einen Teil eines entstehenden Behältnisses handeln, in dem der evakuierte Folienbeutel als Dämmmaterial vorgesehen ist. Beispielsweise kann es sich bei einem Teil der Stützform um den Innenbehälter eines solchen Behältnisses, beispielsweise eines entstehenden Kühl- und/oder Gefriergeräts handeln.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die Stützform ausschließlich aus einer Pressform zusammensetzt, welche keinen Teil eines entstehenden Behältnisses darstellt, in dem der evakuierte Folienbeutel als Dämmmaterial vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise geeignet sein, sofern anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Türe oder ein Deckel eines Kühl- und/oder Gefriergeräts hergestellt werden soll.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sich die Stützform teilweise aus einer Pressform, welche keinen Teil eines entstehenden Behältnisses darstellt, und teilweise aus einem Teil des entstehenden Behältnisses, beispielsweise dem Innenbehälter zusammensetzt.
Typischerweise ist die Hülle des Folienbeutels eine diffusionsdichte Umhüllung, mittels derer der Gaseintrag in dem Folienbeutel so stark reduziert ist, dass der gaseintragbedingte Anstieg in der Wärmeleitfähigkeit des entstehenden Vakuumdämmkörpers über dessen Lebensdauer hinweg ausreichend gering ist.
Als Lebensdauer ist beispielsweise ein Zeitraum von 15 Jahren, vorzugsweise von 20 Jahren und besonders bevorzugt von 30 Jahren anzusetzen. Vorzugsweise liegt der durch Gaseintrag bedingte Anstieg in der Wärmeleitfähigkeit des Vakuumdämmkörpers über dessen Lebensdauer bei < 100% und besonders bevorzugt bei < 50%.
Vorzugsweise ist die flächenspezifische Gasdurchgangsrate der Umhüllung < 10^–5 mbar·l/s·m² und besonders bevorzugt < 10^–6 mbar·l/s·m² (gemessen nach ASTM D-3985). Diese Gasdurchgangsrate gilt für Stickstoff und Sauerstoff. Für andere Gassorten (insbesondere Wasserdampf) bestehen ebenfalls niedrige Gasdurchgangsraten vorzugweise im Bereich von < 10^–2 mbar·l/s·m² und besonders bevorzugt im Bereich von < 10^–3 mbar·l/s·m² (gemessen nach ASTM F-1249-90). Vorzugsweise werden durch diese geringen Gasdurchgangsraten die vorgenannten geringen Anstiege der Wärmeleitfähigkeit erreicht.
Bei den oben genannten Werten handelt es sich um exemplarische, bevorzugte Angaben, die die Erfindung nicht beschränken.
Ferner umfasst die Erfindung ein wärmeisoliertes Behältnis und vorzugsweise ein Kühl- und/oder Gefriergerät, dass einen Vakuumdämmkörper nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren enthält. Hierbei kann der Vakuumdämmkörper in einem Verschlusselement und/oder einem Korpus angeordnet sein.
Der temperierte Innenraum ist je nach Art des Gerätes (Kühlgerät, Wärmeschrank etc.) entweder gekühlt oder beheizt. Wärmeisolierte Behältnisse gemäß der vorliegenden Erfindung oder hergestellt gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren weisen mindestens einen temperierten Innenraum auf, wobei dieser gekühlt oder beheizt sein kann, so dass sich in dem Innenraum eine Temperatur unterhalb oder oberhalb der Umgebungstemperatur von z. B. 21°C ergibt. Die Erfindung ist also nicht auf Kühl- und/oder Gefriergeräte beschränkt sondern betrifft allgemein Geräte mit einem temperierten Innenraum, beispielsweise auch Wärmeschränke oder Wärmetruhen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Behältnis bzw. bei dem erfindungsgemäß hergestellten Behältnis um ein Kühl- und/oder Gefriergerät, insbesondere um ein Haushaltsgerät bzw. ein gewerbliches Kühlgerät handelt. Beispielsweise sind solche Geräte umfasst, die für eine stationäre Anordnung im Haushalt, in einem Hotelzimmer, in einer gewerblichen Küche oder in einer Bar konzipiert sind. Beispielsweise kann es sich auch um einen Weinkühlschrank handeln. Ferner sind auch Kühl- und/oder Gefriertruhen von der Erfindung umfasst. Die erfindungsgemäßen Geräte können eine Schnittstelle zur Anbindung an eine Stromversorgung, insbesondere an ein Haushaltsstromnetz (z. B. einen Stecker) und/oder eine Steh- oder Einbauhilfe wie beispielsweise Stellfüße oder Schnittstelle zur Fixierung innerhalb einer Möbelnische aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei dem Gerät um ein Einbaugerät oder auch um ein Standgerät handeln.
Vorzugsweise ist das Behältnis bzw. das Gerät derart ausgebildet, dass es mit einer Wechselspannung, wie beispielsweise mit einer Hausnetzspannung von z. B. 120 V und 60 Hz oder 230 V und 50 Hz betrieben werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist das Behältnis bzw. das Gerät derart ausgebildet, dass es mit Gleichstrom einer Spannung von beispielsweise 5 V, 12 V oder 24 V betrieben werden kann. In dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass innerhalb oder außerhalb des Gerätes ein Steckernetzteil vorgesehen ist, über welches das Gerät betrieben wird. Ein Vorteil der Verwendung von thermoelektrischen Wärmepumpen ist in dieser Ausführungsform, dass die komplette EMV-Problematik lediglich am Netzteil auftritt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Kühl- und/oder Gefriergerät eine schrankartige Gestalt hat und einen Nutzraum aufweist, der an seiner Vorderseite (im Falle einer Truhe an der Oberseite) für einen Benutzer zugänglich ist. Der Nutzraum kann in mehrere Kompartimente unterteilt sein, die alle bei derselben oder bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden. Alternativ kann lediglich ein Kompartiment vorgesehen sein. Innerhalb des Nutzraumes bzw. eines Kompartiments können auch Lagerungshilfen wie beispielsweise Ablagefächer, Schubladen oder Flaschenhalter (im Falle einer Truhe auch Raumteiler) vorgesehen sein, um eine optimale Lagerung von Kühl- oder Gefriergütern und eine optimale Platzausnützung zu gewährleisten.
Der Nutzraum kann durch wenigstens eine um eine vertikale Achse schwenkbare Türe verschlossen sein. Im Falle einer Truhe ist eine um eine horizontale Achse schwenkbare Klappe oder ein Schiebedeckel als Verschlusselement denkbar. Die Türe oder ein sonstiges Verschlusselement kann im geschlossenen Zustand anhand einer umlaufenden Magnetdichtung mit dem Korpus im Wesentlichen luftdicht in Verbindung stehen. Vorzugsweise ist auch die Türe bzw. ein sonstiges Verschlusselement wärmeisoliert, wobei die Wärmeisolierung anhand einer Ausschäumung und ggf. anhand von Vakuumisolationspaneelen erreicht werden kann, oder auch vorzugsweise anhand eines Vakuumsystems und besonders bevorzugt anhand eines Vollvakuumsystems. An der Innenseite der Türe können ggf. Türabsteller vorgesehen sein, um auch dort Kühlgüter lagern zu können.
In einer Ausführungsform kann es sich um ein Kleingerät handeln. In derartigen Geräten weist der Nutzraum, der durch die Innenwand des Behälters definiert ist, beispielsweise ein Volumen von kleiner 0,5 m³, kleiner 0,4 m³ oder kleiner 0,3 m³ auf. Die Außenabmessungen des Behälters bzw. Gerätes liegen vorzugsweise im Bereich bis 1 m hinsichtlich der Höhe, der Breite und der Tiefe.
Besonders bevorzugt ist im Zusammenhang mit erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Behältnissen bzw. erfindungsgemäß hergestellten wärmeisolierenden Behältnissen eine Ausführung, wobei ein anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellter Vakuumdämmkörper ein Vollvakuumsystem bildet. Darunter ist eine Wärmedämmung zu verstehen, die ausschließlich oder überwiegend aus einem evakuierten Bereich besteht, der mit einem Kernmaterial gefüllt ist. Somit kann zwischen der Innenwand und der Außenwand des Behältnisses bzw. Gerätes als Wärmedämmung ausschließlich ein solcher Vakuumdämmkörper vorliegen, der einen durch eine vakuumdichte Folie umgebenen Bereich aufweist, in dem Vakuum herrscht und in dem ein Kernmaterial angeordnet ist. Eine Ausschäumung und/oder Vakuumisolationspaneele als Wärmedämmung oder eine sonstige Wärmedämmung außer dem Vollvakuumsystem zwischen der Innenseite und der Außenseite des Behältnisses bzw. Gerätes sind vorzugsweise nicht vorgesehen.
Diese bevorzugte Art der Wärmedämmung in Form eines Vollvakuumsystems kann sich zwischen der den Innenraum begrenzenden Wand und der Außenwand des Korpus und/oder zwischen der Innenseite und der Außenseite des Verschlusselementes, wie z. B. einer Tür, Klappe, Deckel oder dergleichen erstrecken.
Das Vollvakuumsystem kann so erhalten werden, dass eine Umhüllung aus einer gasdichten Folie mit einem Kernmaterial gefüllt und anschließend vakuumdicht versiegelt wird. In einer Ausführungsform erfolgt sowohl das Befüllen als auch das vakuumdichte Versiegeln der Umhüllung bei Normal- bzw. Umgebungsdruck. Die Evakuierung erfolgt dann durch Anschluss einer geeigneten in die Umhüllung eingearbeiteten Schnittstelle, beispielsweise eines Evakuierungsstutzens, der ein Ventil aufweisen kann, an eine Vakuumpumpe. Vorzugsweise herrscht während der Evakuierung außerhalb der Umhüllung Normal- bzw. Umgebungsdruck. Es ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise zu keinem Zeitpunkt der Herstellung erforderlich, die Umhüllung in eine Vakuumkammer einzubringen. Insofern kann in einer Ausführungsform während der Herstellung der Vakuumdämmung auf eine Vakuumkammer verzichtet werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel betrifft die Herstellung eines Gerätekorpus einer Kühltruhe mit einer Vollvakuumdämmung.
Nach Bereitstellung des Innenbehälters in bekannter Weise wird dieser auf den Kopf gestellt und von der geschlossenen Seite – also von oben – her mit einem Folienbeutel überzogen. Dies erfolgt, indem ein Folienbeutel, dessen Tiefe im ausgezogenen Zustand wenigstens doppelt so groß ist wie die Tiefe des Innenbehälters, so über den Innenbehälter gestülpt wird, dass der Beutel an allen Außenwänden des Innenbehälters im wesentlichen vollflächig anliegt und entlang der Öffnung des Innenbehälters nach oben umgestülpt ist, sodass alle Seitenwände des Innenbehälters im wesentlichen vollflächig von einem nach oben offenen Graben umgeben sind.
Diese Anordnung wird in eine Pressform eingebracht, welche an den Umbügen und den nach außen zeigenden Seitenflächen des Beutels anliegt. Anschließend wird zwischen der Pressform und dem Folienbeutel ein Unterdruck angelegt, sodass der Folienbeutel an die Pressform angesaugt wird. Die Pressform weist zu diesem Zweck kleine über die Fläche der Pressform verteilte Evakuierungsöffnungen auf. Das Vakuum pflanzt sich über Falten am Folienbeutel auch in den Bereich des Innenbehälters fort, sodass auch zwischen dem Innenbehälter und dem Folienbeutel ein Unterdruck entsteht und der Folienbeutel auch an den Innenbehälter angesaugt wird.
Die Pressform hat bereits die Form und Dimension eines Außenbehälters, der später den Folienbeutel bzw. den daraus entstehenden Vakuumdämmkörper umgeben soll.
Anschließend wird der Folienbeutel einschließlich des nach oben offenen Grabens mit einem Füllmaterial gefüllt, bis der Boden des Innenbehälters vollständig und mit bestimmter Schichtdicke überdeckt ist. Die nach oben zeigende Öffnung dient dabei als Befüllöffnung.
Diese Befüllöffnung wird dann durch Aufschweißen einer Abdeckfolie geschlossen. Anschließend werden mehrere Stempel angesetzt, die einen Pressdruck von dort ausüben können, wo zuvor die Befüllöffnung war und wo der Zugang nicht durch die Pressform oder den Innenbehälter versperrt ist.
Der versiegelte Folienbeutel ist in diesem Zustand also vollumfänglich in einer starren Stützform eingeschlossen, die sich aus dem Innenbehälter, der Pressform und den Stempeln zusammensetzt.
Anschließend wird das resultierende Gesamtsystem mit einer Frequenz von beispielsweise zwischen 10 und 100 Hz und einer Amplitude von zwischen 1 und 100 mm gerüttelt, um die Schüttung gleichmäßig zu verdichten. Nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne, beispielsweise von weniger als 30 Sekunden nach Ansetzen des Rüttelns werden zudem die Stempel aktiviert, um eine Presskraft auf den Folienbeutel auszuüben. Diese Presskraft wird im weiteren Verlauf des Verfahrens fortlaufend erhöht.
Nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder nach Erreichen einer anderen Zielvorgabe, beispielsweise eines Zielwiderstandes der Stempel bei einer gegebenen translatorischen Position, wird der zwischen der Pressform und dem Folienbeutel angelegte Unterdruck entspannt und der Folienbeutel anhand eines Evakuierstutzens evakuiert. Während der Evakuierung wird die durch die Stempel ausgeübte Presskraft weiter erhöht und das Rütteln fortgesetzt.
Sobald ein vorgegebenes Vakuum im Inneren des Folienbeutels erreicht wurde, wird das Rütteln eingestellt, der Pressdruck entspannt und der Innenbehälter mit dem umlaufenden Folienbeutel wird aus der Maschine umfassen die Pressform und die Stempel entnommen. Das entstehende Zwischenprodukt, d. h. der Innenbehälter mit dem Folienbeutel wird in weiteren Produktionsschritten verarbeitet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft die Herstellung einer Türe eines Kühl- und/oder Gefriergerätes mit einer Vollvakuumdämmung.
Nach Bereitstellung eines nach oben hin offenen Folienbeutels, dessen Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen der Türe entsprechen, wird dieser in eine Pressform eingebracht, welche an allen fünf geschlossenen Seiten des Beutels anliegt. Anschließend wird zwischen der Pressform und dem Folienbeutel ein Unterdruck angelegt, sodass der Folienbeutel an die Pressform angesaugt wird. Die Pressform weist zu diesem Zweck kleine über die Fläche der Pressform verteilte Evakuierungsöffnungen auf. Die Pressform hat bereits die Form und Dimension einer Außen- und Innenschale, welche später den Folienbeutel bzw. den daraus entstehenden Vakuumdämmkörper in der fertigen Türe einschließen sollen.
Anschließend wird der Folienbeutel durch die oben angeordnete Befüllöffnung mit einem Füllmaterial gefüllt, bis der Beutel vollständig gefüllt ist. Die Befüllöffnung wird dann durch Verschweißen der gegenüberliegenden Deckflächen geschlossen. Anschließend wird von oben ein Stempel angesetzt, der einen Pressdruck von oben ausüben kann.
Der versiegelte Folienbeutel ist in diesem Zustand also vollumfänglich in einer starren Stützform eingeschlossen, die sich aus der Pressform und dem Stempel zusammensetzt.
Anschließend wird das resultierende Gesamtsystem mit einer Frequenz von beispielsweise zwischen 10 und 100 Hz und einer Amplitude von zwischen 1 und 100 mm gerüttelt, um die Schüttung gleichmäßig zu verdichten. Nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne, beispielsweise von weniger als 30 Sekunden nach Ansetzen des Rüttelns wird zudem der Stempel aktiviert, um eine Presskraft von oben auf den Folienbeutel auszuüben. Diese Presskraft wird im weiteren Verlauf des Verfahrens fortlaufend erhöht.
Nach einer vorbestimmten Zeitdauer oder nach Erreichen einer anderen Zielvorgabe, beispielsweise eines Zielwiderstandes der Stempel bei einer gegebenen translatorischen Position, wird der zwischen der Pressform und dem Folienbeutel angelegte Unterdruck entspannt und der Folienbeutel anhand eines Evakuierstutzens evakuiert. Während der Evakuierung wird die durch die Stempel ausgeübte Presskraft weiter erhöht und das Rütteln fortgesetzt.
Sobald ein vorgegebenes Vakuum im Inneren des Folienbeutels erreicht wurde, wird das Rütteln eingestellt, der Pressdruck entspannt und der Folienbeutel wird aus der Maschine umfassend die Pressform und den Stempel, entnommen. Das entstehende Zwischenprodukt, d. h. der evakuierte und vorgeformte Folienbeutel wird in weiteren Produktionsschritten verarbeitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013005585 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D-3985 [0041]
ASTM F-1249-90 [0041]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Vakuumdämmkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Herstellung ein wenigstens abschnittsweise an einer Stützform anliegender Folienbeutel durch eine Befüllöffnung mit einem Kernmaterial, vorzugsweise einer Perlitschüttung, befüllt wird, und die Stützform zusammen mit dem befüllten Folienbeutel bewegt und vorzugsweise gerüttelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Verfahren ferner eine oder mehrere der Seiten des in der Stützform befindlichen befüllten Folienbeutels während und ggf. auch nach dem Bewegen durch einen oder mehrere Stempel mit einem Pressdruck beaufschlagt wird bzw. werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 1, wobei in dem Verfahren vor dem Schritt des Bewegens und ggf. der Beaufschlagung mit Pressdruck die Befüllöffnung geschlossen und der Folienbeutel luftdicht versiegelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei in dem Verfahren ferner der Pressdruck von der Seite wirkt, an der sich die Befüllöffnung befindet bzw. befand.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in dem Verfahren ferner der durch den Stempel ausgeübte Pressdruck von einem ersten Pressdruckwert auf einen zweiten Pressdruckwert steigt, und vorzugsweise während des Bewegens schrittweise oder kontinuierlich erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei in dem Verfahren ferner der oder die Stempel gemeinsam mit dem befüllten Folienbeutel, vorzugsweise in einer identischen Weise wie die Stützform bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Bewegens zwischen der Stützform und dem Folienbeutel ein Unterdruck angelegt wird, sodass der Folienbeutel an die Stützform angesaugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Verfahren ferner während und/oder nach dem Bewegen der befüllte Folienbeutel evakuiert wird und/oder der zwischen der Stützform und dem Folienbeutel angelegte Unterdruck entspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck während der Evakuierung des Folienbeutels schrittweise oder kontinuierlich erhöht wird, wobei vorgesehen sein kann, dass der Pressdruck während der Evakuierung des Folienbeutels höher ist als während des Bewegens.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Behältnisses, vorzugsweise eines Kühl- und/oder Gefriergeräts handelt, wobei der gefüllte Folienbeutel als Dämmkörper dient; und/oder dass die Stützform durch eine Pressform oder den Innenbehälter eines entstehenden wärmeisolierenden Behältnisses, vorzugsweise Kühl- und/oder Gefriergerätes, oder eine Kombination daraus gebildet wird.
Wärmeisoliertes Behältnis, vorzugsweise Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem temperierten und vorzugsweise gekühlten Innenraum und mit wenigstens einer den temperierten und vorzugsweise gekühlten Innenraum wenigstens bereichsweise umgebenden Wandung, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem temperierten und vorzugsweise gekühlten Innenraum und der Wandung ein Vakuumdämmkörper befindet, der anhand eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt worden ist.