DE102018109629A1

DE102018109629A1 - Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels

Info

Publication number: DE102018109629A1
Application number: DE102018109629.1A
Authority: DE
Inventors: Joachim Kuhn; Fabian Eschenbach; Martin Heinemann
Original assignee: Va Q Tec AG
Current assignee: Va Q Tec AG
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: DE102018109629B4; WO2019206519A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels (1). Das Vakuumisolationspaneel (1) hat einen Kern (2) aus offenporigem Material und eine den Kern (2) an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung (3). Die Umhüllung (3) ist zumindest abschnittsweise vom Kern (2) weg bewegbar, wenn kein Vakuum im Inneren des Vakuumisolationspaneels (1) vorliegt. Zumindest ein Abschnitt der Umhüllung (3) ist von außen zugänglich.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass unter Atmosphärendruck mittels einer Zugkraftvorrichtung (6, 6a, 6b) eine vom Kern (2) wegweisende Kraft auf die Umhüllung (3) ausgeübt wird und dass eine durch die Ausübung der Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung (3) und dem Kern (2) erfasst wird.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Transportbehälters (9) sowie ein zur Durchführung dieser Verfahren geeignetes Vakuumisolationspaneel (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Transportbehälters mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7 sowie ein zur Durchführung dieser Verfahren geeignetes Vakuumisolationspaneel mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 8.
Vakuumisolationspaneele der in Rede stehenden Art dienen der leistungsfähigen Wärmedämmung, insbesondere der Isolierung von Kühl- und Gefriergeräten, der Isolierung von Transportbehältern für temperatursensitive Güter und der nachträglichen Dämmung in der Gebäudesanierung.
Ein solches Vakuumisolationspaneel hat grundsätzlich einen Kern aus offenporigem Material und eine den Kern an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung. Der Kern ist evakuierbar. Die Umhüllung weist eine geringe Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit auf. Häufig handelt es sich um eine den Kern eng und gasdicht umschließende Umhüllung, insbesondere eine Hochbarrierefolie, meist mehrlagig unter Verwendung einer Metallisierung und von Kunststoff. Als Kernmaterial hat sich für Anwendungen, bei denen es auf lange Lebensdauer ankommt, mikroporöses Kieselsäurepulver bewährt. Für andere Anwendungen können als Kernmaterial offenporige Schäume wie Polyurethan oder Polystyrol verwendet werden. Im Einzelnen darf hier auf den Stand der Technik aus der EP 1 177 879 A2 , DE 10 2004 050 549 A1 , DE 10 2007 059 799 A1 , DE 10 2008 019 717 A1 , EP 3 018 398 A1 , DE 10 2014 007 705 A1 und der DE 102 15 213 C1 verwiesen werden.
Die Umhüllung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann mehrschichtig aufgebaut sein und insbesondere eine Barriereschicht, eine Zwischenschicht und/oder eine Schutzschicht, beispielsweise aus einem wärmeresistenten Material, aufweisen.
Durch die Evakuierung des Kerns kann die Wärmeleitfähigkeit des Vakuumisolationspaneels auf sehr niedrige Werte gebracht werden. Dadurch kann eine leistungsfähige Wärmedämmung bei geringem Platzbedarf erreicht werden.
Die Wärmedämmfunktion des Vakuumisolationspaneels ist nur bei unbeschädigter Umhüllung gegeben. Der Anfangsgasdruck im Kern des Vakuumisolationspaneels liegt typischerweise zwischen 0,1 und 1 mbar. Bei unbeschädigter Umhüllung liegt der Anstieg des Gasdruckes häufig nur im Bereich von 1 bis 2 mbar pro Jahr. Eine Beschädigung der Umhüllung insbesondere beim Transport oder Einbau des Vakuumisolationspaneels kann aber zu einem deutlich schnelleren Anstieg des Gasdrucks führen.
Daher ist es wünschenswert, die Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels überprüfen zu können. Dazu sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt.
So ist aus der DE 102 15 213 C1 ein thermisches Messverfahren zur Bestimmung des Gasdruckes in einem Vakuumisolationspaneel bekannt. Dieses Messverfahren erfordert eine Modifikation des Vakuumisolationspaneels. Zwischen Umhüllung und Kern muss eine Wärmesenke angeordnet werden, deren Wärmeleitfähigkeit und volumenbezogene Wärmekapazität grösser sind als die betreffenden Größen des Kerns. Zwischen der Wärmesenke und der Umhüllung muss eine Probeschicht mit einer definierten Wärmeleitfähigkeit, die sich als Funktion des Gasdruckes in dem Vakuumisolationspaneel ändert, angeordnet werden. Bei der Wärmesenke kann es sich um einen metallischen Flachkörper, bei der Probeschicht um ein Glasfaservlies handeln.
Bei dem bekannten Verfahren wird ein Sensorkörper mit erhöhter Temperatur von außen über die von der Umhüllung abgedeckte Probeschicht angelegt, so dass ein Temperatursprung gegenüber der Wärmesenke aufgeprägt wird. Der dadurch hervorgerufene Wärmestrom wird messtechnisch erfasst oder indirekt aus anderen, messtechnisch erfassbaren Größen bestimmt. Der Wärmestrom ist vom Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels abhängig. Auf diese Weise kann man den Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels bestimmen. Die Messzeit dieses Verfahrens liegt im Bereich von 10 bis 15 Sekunden für ein Vakuumisolationspaneel. Dieses Verfahren kann nicht angewandt werden, wenn das Vakuumisolationspaneel vollständig belüftet ist. Daher muss vor Durchführung dieses Verfahrens eine Kontrolle auf vollständige Belüftung durchgeführt werden.
Aus der DE 101 59 518 A1 ist ein alternatives Prüfverfahren bekannt. Hierbei wird das Vakuumisolationspaneel nach dem Evakuieren und Verschließen in einem Autoklaven mit einem Hüllvakuum beaufschlagt. Sobald das Hüllvakuum in etwa den Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels erreicht hat, beginnt die Umhüllung des Vakuumisolationspaneels sich vom Kern abzuheben, was beispielsweise über einen Laser gemessen werden kann. Dieses Verfahren ist aufwendig und kann nicht zur laufenden Überwachung von bereits im Einsatz befindlichen Vakuumisolationspaneelen eingesetzt werden.
Die DE 101 59 518 A1 offenbart ein weiteres Prüfverfahren, das den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet. Hierbei wird ohne Krafteinwirkung auf das Vakuumisolationspaneel der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels aus der Vorspannung der Umhüllung bestimmt. Denn durch die Differenz aus dem umgebenden Atmosphärendruck und dem Vakuum im Inneren des Vakuumisolationspaneels verhält sich die Umhüllung wie eine eingespannte, belastete Membran. Bei annähernd gleichbleibendem Umgebungsdruck lässt der Spannungszustand der Umhüllung somit Rückschlüsse auf den Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels zu. Der Spannungszustand der Umhüllung lässt sich mittels eines Sensors bestimmen.
Auch dieses Prüfverfahren erfordert eine Modifikation des Vakuumisolationspaneels. Der Kern hat an einer Stelle eine runde, ca. 5 mm tiefe Vertiefung. Dadurch wird eine definierte Vorspannung der Umhüllung erreicht, sobald das Vakuumisolationspaneel evakuiert ist. Außerdem ist ein Sensor zur Bestimmung des vom Differenzdruck abhängigen Spannungszustandes der Umhüllung fest mit der Umhüllung verbunden. Bei dem Sensor handelt es sich um einen Dehnmessstreifen oder eine Piezofolie aus hochpolarisiertem PVC. Wird ein solcher Sensor unmittelbar nach der Fertigstellung des Vakuumisolationspaneels auf die Umhüllung aufgeklebt, kann dieser Ausgangsspannungszustand festgehalten werden und Änderungen im Spannungszustand sind entsprechend messbar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses bekannte Prüfverfahren hinsichtlich der Handhabung, der Komplexität, des zur Durchführung erforderlichen Hardwareaufwands und/oder der notwendigen Modifikationen am Vakuumisolationspaneel, insbesondere an dessen Kern, zu vereinfachen.
Die zuvor geschilderte Aufgabenstellung wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.
Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch Ausübung einer Zugkraft auf die Umhüllung den Spannungszustand bzw. die Vorspannung der Umhüllung zu überprüfen. Dazu wird unter Atmosphärendruck mittels einer Zugkraftvorrichtung eine vom Kern wegweisende Kraft auf die Umhüllung ausgeübt. Eine durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern wird erfasst.
Für das erfindungsgemäße Prüfverfahren ist es essentiell, dass die Umhüllung zumindest abschnittsweise vom Kern weg bewegbar bzw. abhebbar ist, wenn kein Vakuum im Inneren des Vakuumisolationspaneels vorliegt. Das bedeutet insbesondere, dass die Umhüllung weder form- noch stoffschlüssig mit dem Kern verbunden ist.
Die durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern hängt vom Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels ab. Diese Abstandszunahme ist bestenfalls Null. Bei einem vollständig belüfteten Vakuumisolationspaneel (der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels ist dann gleich dem Umgebungsdruck) kann die Abstandszunahme mehrere Millimeter betragen. Eine Abstandszunahme kann als zumindest abschnittsweises Abheben der Umhüllung vom Kern beobachtet bzw. erfasst werden.
Ist der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels ausreichend gering, liegt die Umhüllung zumindest im Wesentlichen vollflächig eng am Kern an. In diesem Fall ist durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern Null bzw. nahezu Null. Die Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels ist gegeben.
Liegt der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels unter einem Schwellenwert (von beispielsweise 20 mbar), kann das Vakuumisolationspaneel noch als funktionstüchtig eingestuft werden. Bei Überschreiten dieses Schwellenwertes ist das Vakuumisolationspaneel als funktionsuntüchtig zu qualifizieren.
Mit dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren lassen sich die Funktionstüchtigkeit und die Funktionsuntüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels, insbesondere der Zustand eines vollständig belüfteten Vakuumisolationspaneels, qualitativ bestimmen.
Für das erfindungsgemäße Prüfverfahren ist wesentlich, dass zumindest ein Abschnitt der Umhüllung des Vakuumisolationspaneels von außen zugänglich ist. Dies ist insbesondere relevant, wenn das Vakuumisolationspaneel in einem Objekt, z. B. in einem Transportbehälter, eingebaut ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache und schnelle Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels. Der Zeitaufwand beträgt ca. ein bis drei Sekunden für ein Vakuumisolationspaneel. Der Hardwareaufwand bzw. apparative Aufwand ist gering - im einfachsten Fall genügt die Zugkraftvorrichtung. Modifikationen am Vakuumisolationspaneel, insbesondere an dessen Kern, bei oder nach der Herstellung des Vakuumisolationspaneels sind nicht zwingend erforderlich. Die Funktionstüchtigkeit bzw. die Funktionsuntüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels kann fehlerfrei bestimmt werden.
Die vom Kern wegweisende Kraft auf die Umhüllung mittels der Zugkraftvorrichtung kann manuell durch eine Person und/oder maschinell ausgeübt werden. Insbesondere kann die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft von der Zugkraftvorrichtung ausgeübt werden. Vorzugsweise wird die vom Kern wegweisende Kraft nur auf einen Abschnitt der Umhüllung ausgeübt.
Die Erfassung einer durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft verursachten Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern kann manuell und/oder maschinell erfolgen. Insbesondere kann durch eine Person optisch überprüft werden, ob durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft eine Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern auftritt. Zusätzlich oder alternativ kann mittels einer Erfassungsvorrichtung qualitativ und/oder quantitativ bestimmt werden, ob bzw. in welchem Ausmaß durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft eine Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern auftritt.
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass bei Überschreiten einer Mindestabstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern das Vakuumisolationspaneel als funktionsuntüchtig und anderenfalls als funktionstüchtig qualifiziert wird. Die Mindestabstandszunahme bezieht sich dabei auf das Maximum der durch die Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft verursachten Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Methode der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels direkt oder indirekt bestimmt. Dies kann insbesondere nach dem Qualifizieren des Vakuumisolationspaneels als funktionstüchtig erfolgen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest ein Teil der Zugkraftvorrichtung auf der Umhüllung lösbar befestigt wird und an der Zugkraftvorrichtung in einer vom Kern wegweisenden Richtung gezogen und dadurch die vom Kern wegweisende Kraft auf die Umhüllung ausgeübt wird. Die Zugkraftvorrichtung kann beispielsweise einen Saugnapf und/oder einen lösbaren Klebstoff aufweisen.
Ist bei der Herstellung des Vakuumisolationspaneels zwischen dem Kern und der Außenfläche der Umhüllung ein magnetisierbares Element angeordnet worden, wie es z. B. in der DE 102 15 213 C1 im Falle einer Wärmesenke aus Eisen beschrieben ist, zeichnet sich eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch aus, dass außerhalb des Vakuumisolationspaneels eine Magnetfeldeinrichtung derart angeordnet wird, dass ein Magnetfeld zwischen dem magnetisierbaren Element und der Magnetfeldeinrichtung aufgebaut wird, und dass mittels der Magnetfeldeinrichtung und des magnetisierbaren Elements die vom Kern wegweisende Kraft auf die Umhüllung ausgeübt wird.
Das Magnetfeld kann durch einen magnetischen Gegenstand, beispielsweise einen Dauermagneten, durch elektrische Ströme und/oder durch eine zeitliche Änderung eines elektrischen Feldes verursacht werden. Vorzugsweise weist die Magnetfeldeinrichtung einen Dauermagneten auf. Die Magnetfeldeinrichtung wird im Bereich des magnetisierbaren Elements an die Umhüllung zum Anliegen gebracht. An der Magnetfeldeinrichtung wird in einer vom Kern wegweisenden Richtung gezogen.
Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr einfache und schnelle Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels ohne nachträgliche Modifikationen am V akuu m isolationspaneel.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Transportbehälters. Solche Transportbehältersind bestimmt und geeignet für den Transport temperaturempfindlicher, insbesondere bzgl. Schwankungen der Temperatur im Innenraum empfindlicher Güter. Solche Güter sind beispielsweise bestimmte Pharmazeutika, Spenderorgane, Blutkonserven, aber auch gegen Schwankungen der Temperatur empfindliche Kunstwerke.
Ein Transportbehälter der in Rede stehenden Art ist z. B. aus der DE 10 2014 015 770 A1 bekannt. Dieser Transportbehälter hat einen kastenförmigen Außenbehälter mit einem Boden, vier Seitenwänden und mindestens einem Deckel. Der Deckel ist vorzugsweise an einer Seitenwand schwenkbar angelenkt. Im Außenbehälter sind an den Seitenwänden plattenförmige Vakuumisolationspaneele flächendeckend angeordnet.
Jedes Vakuumisolationspaneel weist einen Kern aus offenporigem Material und eine den Kern an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung auf. Jede Umhüllung ist zumindest abschnittsweise vom jeweiligen Kern weg bewegbar, wenn kein Vakuum im Inneren des jeweiligen Vakuumisolationspaneels vorliegt. Zumindest ein Abschnitt jeder Umhüllung ist im Inneren des Außenbehälters zugänglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionstüchtigkeit mindestens eines der Vakuumisolationspaneele gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels überprüft wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache und schnelle Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Transportbehälters. Der Hardwareaufwand bzw. apparative Aufwand ist gering. Modifikationen an den Vakuumisolationspaneelen bei oder nach deren Herstellung sind nicht zwingend erforderlich. Die Funktionstüchtigkeit bzw. die Funktionsuntüchtigkeit des Transportbehälters kann fehlerfrei bestimmt werden.
Vorzugsweise werden alle Vakuumisolationspaneele des Transportbehälters gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels überprüft.
Es ist bevorzugt, wenn nach mehrmaliger Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich oder stattdessen mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Methode der jeweilige Gasdruck im Inneren der Vakuumisolationspaneele direkt oder indirekt bestimmt wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vakuumisolationspaneel, das zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren geeignet ist.
Ein geeignetes Vakuumisolationspaneel hat einen Kern aus offenporigem Material und eine den Kern an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung. Die Umhüllung ist zumindest abschnittsweise vom Kern weg bewegbar, wenn kein Vakuum im Inneren des Vakuumisolationspaneels vorliegt. Zumindest ein Abschnitt der Umhüllung ist von außen zugänglich.
Es hat sich herausgestellt, dass das Vakuumisolationspaneel besonders gut zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren geeignet ist, wenn dessen Umhüllung ein Elastizitätsmodul zwischen 1000 MPa und 2000 MPa hat.
Mit diesem Merkmal ist sichergestellt, dass die Umhüllung zumindest abschnittsweise vom Kern weg bewegbar ist, wenn die Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels nicht mehr oder nicht ausreichend gegeben ist, z. B. wenn die Differenz zwischen dem Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels und dem Umgebungsdruck weniger als 500 mbar, insbesondere weniger als 100 mbar beträgt. Mit diesem Merkmal kann die Umhüllung bei Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft derart elastisch verformt werden, dass bei mangelhafter bzw. mangelnder Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels die elastische Verformung der Umhüllung in Form einer Abstandszunahme zwischen der Umhüllung und dem Kern erfassbar ist. Gleichzeitig ist mit diesem Merkmal gewährleistet, dass bei Ausübung der vom Kern wegweisenden Kraft die Umhüllung nicht plastisch verformt, insbesondere nicht beschädigt wird.
Vorzugsweise ist zwischen dem Kern und der Außenfläche der Umhüllung ein magnetisierbares Element, insbesondere ein ferromagnetischer Flachkörper, angeordnet. Das magnetisierbare Element ist vom Kern weg bewegbar.
Bei einem vornherein formhaltigen Kern kann das magnetisierbare Element auf der Außenfläche des Kerns, insbesondere in einer Vertiefung bzw. Aussparung des Kerns oder auf einer ebenen Seitenfläche des Kerns, angeordnet und/oder an der Innenfläche der Umhüllung befestigt sein, bevor die Evakuierung des Vakuumisolationspaneels erfolgt.
Moderne Vakuumisolationspaneele werden heutzutage häufig auch so hergestellt, dass mikroporöses Kieselsäurepulver oder ein anderes verpressungsfähiges, zunächst schüttfähiges Pulver in die bereits weitgehend geschlossene Umhüllung eingefüllt und dann erst in der Umhüllung zum formstabilen Kern verpresst wird. In diesem Fall empfiehlt es sich, das magnetisierbare Element an der Umhüllung anzubringen, aber dem Pulver gegenüber mit einem Vlies abzuschirmen, das zwar luftdurchlässig, nicht aber für das mikroporöse Pulver durchlässig ist. Auf diese Weise bleibt das magnetisierbare Element frei von Verunreinigungen durch das Pulver und kann seine Funktion fehlerfrei ausüben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, zum Teil mit Bezugnahmen auf die Zeichnung, näher erläutert. Die oben beschriebenen und/oder in den Ansprüchen und/oder in der nachfolgenden Beschreibung offenbarten Merkmale können bedarfsweise miteinander kombiniert aber auch unabhängig voneinander realisiert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist.
In der Zeichnung zeigt

1 schematisch einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vakuumisolationspaneels,
2 schematisch eine perspektivische Ansicht des Vakuumisolationspaneels aus 1,
3 schematisch einen Querschnitt durch das Vakuumisolationspaneel aus 1 zusammen mit einer Magnetfeldvorrichtung,
4 schematisch einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vakuumisolationspaneels zusammen mit einer ersten Zugkraftvorrichtung,
5 schematisch einen Querschnitt durch das Vakuumisolationspaneel aus 4 zusammen mit einer zweiten Zugkraftvorrichtung,
6 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Transportbehälters.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vakuumisolationspaneels 1. 2 illustriert schematisch eine perspektivische Ansicht des Vakuumisolationspaneels 1 aus 1.
Das Vakuumisolationspaneel 1 hat einen Kern 2 aus offenporigem Material und eine den Kern 2 an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung 3. Bei dem hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Umhüllung 3 vollständig von außen zugänglich.
Die Umhüllung 3 ist abschnittsweise vom Kern 2 weg bewegbar, wenn die Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels 1 nicht mehr oder nicht ausreichend gegeben ist, insbesondere wenn der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels 1 nahe dem Atmosphärendruck liegt, insbesondere mehr als 900 mbar beträgt. Dazu hat die Umhüllung 3 hier ein Elastizitätsmodul von ca. 1500 MPa.
Bei dem hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Kern 2 und der Außenfläche der Umhüllung 3 ein ferromagnetischer Flachkörper 4 als magnetisierbares Element angeordnet.
Dieser Flachkörper 4 ist auf der Außenfläche des Kerns 2 in einer Vertiefung 5 des Kerns 2 angeordnet und vom Kern 2 weg bewegbar.
Bei dem hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Umhüllung 3 weder form- noch stoffschlüssig mit dem Kern 2 verbunden. Die Umhüllung 3 liegt nach der Evakuierung des Vakuumisolationspaneels 1 eng an der Außenfläche des Kerns 2 bzw. am Flachkörper 4 an.
Im Folgenden wird ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels 1 erläutert. Dazu wird das zuvor beschriebene Vakuumisolationspaneel 1 verwendet.
Zunächst wird außerhalb des Vakuumisolationspaneels 1 eine Magnetfeldeinrichtung 6 derart angeordnet, dass ein Magnetfeld zwischen dem Flachkörper 4 und der Magnetfeldeinrichtung 6 aufgebaut wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Magnetfeldeinrichtung 6 einen Dauermagneten auf.
Die Magnetfeldeinrichtung 6 wird im Bereich des Flachkörpers 4 an die Umhüllung 3 zum Anliegen gebracht. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt, die schematisch einen Querschnitt durch das Vakuumisolationspaneel 1 aus 1 zusammen mit der Magnetfeldvorrichtung 6 zeigt.
An der Magnetfeldvorrichtung 6 wird dann unter Atmosphärendruck in einer vom Kern 2 wegweisenden Richtung R gezogen. Dadurch und aufgrund der Wirkung des Magnetfelds wird mittels der Magnetfeldvorrichtung 6 und des Flachkörpers 4 eine vom Kern 2 wegweisende Kraft auf die Umhüllung 3 ausgeübt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zieht eine Person manuell an der Magnetfeldvorrichtung 6. Dies kann aber auch maschinell erfolgen.
Das Vakuumisolationspaneel 1 ist derart ausgebildet, dass die Umhüllung 3 bei Ausübung der vom Kern 2 wegweisenden Kraft derart elastisch verformt wird, dass bei mangelhafter bzw. mangelnder Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels 1 die elastische Verformung der Umhüllung 3 in Form einer Abstandszunahme zwischen der Umhüllung 3 und dem Kern 2 erfassbar ist.
Eine durch die Ausübung der vom Kern 2 wegweisenden Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung 3 und dem Kern 2 wird erfasst.
Wird erfasst, dass die Abstandszunahme zwischen der Umhüllung 3 und dem Kern 2 Null oder nahezu Null ist, wird das Vakuumisolationspaneel 1 als funktionstüchtig qualifiziert.
Wird erfasst, dass die Abstandszunahme zwischen der Umhüllung 3 und dem Kern 2 oberhalb einer Mindestabstandszunahme liegt, wird das Vakuumisolationspaneel 1 als funktionsuntüchtig qualifiziert. Die Mindestabstandszunahme (bezogen auf das Maximum der durch die Ausübung der vom Kern 2 wegweisenden Kraft verursachten Abstandszunahme zwischen der Umhüllung 3 und dem Kern 2) beträgt vorzugsweise ca. 2 mm.
Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine sehr einfache und schnelle Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Vakuumisolationspaneels 1 ohne nachträgliche Modifikationen am Vakuumisolationspaneel 1.
Wurde das Vakuumisolationspaneel 1 als funktionstüchtig qualifiziert, wird anschließend mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Methode der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels 1 direkt oder indirekt bestimmt.
4 und 5 zeigen schematisch einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vakuumisolationspaneels 1. Im Vergleich zum Vakuumisolationspaneel 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Vakuumisolationspaneel 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kein magnetisierbares Element 4 auf. Der Kern 2 des Vakuumisolationspaneels 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat ausschließlich ebene Seitenflächen.
Für dieses zweite Ausführungsbeispiel kommen zur Magnetfeldvorrichtung 6 alternative Zugkraftvorrichtungen (6a, 6b) zum Einsatz. Gemäß 4 hat die Zugkraftvorrichtung 6a einen Saugnapf 7. Gemäß 5 ist die Zugkraftvorrichtung 6b mittels eines lösbaren Klebstoffs 8 auf der Umhüllung 3 lösbar befestigt.
Im Folgenden wird ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels 1 erläutert. Dazu wird das Vakuumisolationspaneel 1 gemäß dem diesbezüglich zweiten Ausführungsbeispiel verwendet.
Hier wird zunächst die Zugkraftvorrichtung 6a, 6b mittels des Saugnapfs 7 bzw. des Klebstoffs 8 auf der Umhüllung 3 lösbar befestigt. Dann wird unter Atmosphärendruck an der Zugkraftvorrichtung 6a, 6b in einer vom Kern 2 wegweisenden Richtung R gezogen und dadurch eine vom Kern 2 wegweisende Kraft auf die Umhüllung 3 ausgeübt. Eine durch die Ausübung der vom Kern 2 wegweisenden Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung 3 und dem Kern 2 wird wie bereits beschrieben erfasst.
6 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Transportbehälters 9.
Der Transportbehälter 9 hat einen kastenförmigen Außenbehälter mit einem (nicht dargestellten) Boden, vier Seitenwänden 10 und einem Deckel 11. Der Deckel 11 ist an einer Seitenwand 10 schwenkbar angelenkt. Im Außenbehälter sind an den Seitenwänden 10 plattenförmige Vakuumisolationspaneele 1 flächendeckend angeordnet.
Jedes Vakuumisolationspaneel 1 ist hier gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vakuumisolationspaneels 1 ausgebildet.
Mit Hilfe der Vakuumisolationspaneele 1 wird der in 6 erkennbare freie Innenraum des kastenförmigen Transportbehälters 9 nach außen hin wärmegedämmt. Man kann im Innenraum des Transportbehälters 9 weitere Elemente einsetzen, insbesondere Latentwärmespeicherelemente, die die Temperatur im Innenraum des Transportbehälters 9 langfristig auf einer definierten Temperatur bzw. in einer definierten Temperaturspanne halten (siehe z.B. die WO 2008/137883 A1 ). Auf die Darstellung dieser Latentwärmespeicherelemente wird hier verzichtet, dazu darf umfassend auf den Stand der Technik verwiesen werden.
Selbstverständlich ist davon auszugehen, dass am Boden des Außenbehälters ein Vakuumisolationspaneel 1 in seiner zu den Vakuumisolationspaneelen 1 der Seitenwände 10 passenden Lage eingelegt und vorzugsweise fest angebracht ist.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Transportbehälters 9 erläutert.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Funktionstüchtigkeit jedes Vakuumisolationspaneels 1 des Transportbehälters 9 gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels 1 überprüft.
Nach fünfmaliger Durchführung einer solchen Überprüfung wird stattdessen mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Methode der jeweilige Gasdruck im Inneren jedes Vakuumisolationspaneels 1 direkt oder indirekt bestimmt.
Bezugszeichenliste

1: Vakuumisolationspaneel
2: Kern von 1
3: Umhüllung von 1
4: Magnetisierbares Element von 1
5: Vertiefung von 2
6: Magnetfeldeinrichtung als Zugkraftvorrichtung
6a: Zugkraftvorrichtung
6b: Zugkraftvorrichtung
7: Saugnapf von 6a
8: Klebstoff von 6b
9: Transportbehälter
10: Seitenwände von 9
11: Deckel von 9
R: Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1177879 A2 [0003]
DE 102004050549 A1 [0003]
DE 102007059799 A1 [0003]
DE 102008019717 A1 [0003]
EP 3018398 A1 [0003]
DE 102014007705 A1 [0003]
DE 10215213 C1 [0003, 0008, 0028]
DE 10159518 A1 [0010, 0011]
DE 102014015770 A1 [0032]
WO 2008/137883 A1 [0070]

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Vakuumisolationspaneels, wobei das Vakuumisolationspaneel (1) einen Kern (2) aus offenporigem Material und eine den Kern (2) an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung (3) aufweist, wobei die Umhüllung (3) zumindest abschnittsweise vom Kern (2) weg bewegbar ist, wenn kein Vakuum im Inneren des Vakuumisolationspaneels (1) vorliegt, und wobei zumindest ein Abschnitt der Umhüllung (3) von außen zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass unter Atmosphärendruck mittels einer Zugkraftvorrichtung (6, 6a, 6b) eine vom Kern (2) wegweisende Kraft auf die Umhüllung (3) ausgeübt wird und dass eine durch die Ausübung der Kraft verursachte Abstandszunahme zwischen der Umhüllung (3) und dem Kern (2) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer Mindestabstandszunahme zwischen der Umhüllung (3) und dem Kern (2) das Vakuumisolationspaneel (1) als funktionsuntüchtig und anderenfalls als funktionstüchtig qualifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Inneren des Vakuumisolationspaneels (1) direkt oder indirekt bestimmt wird, insbesondere nach dem Qualifizieren des Vakuumisolationspaneels (1) als funktionstüchtig.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Zugkraftvorrichtung (6, 6a, 6b) auf der Umhüllung (3) lösbar befestigt wird und dass an der Zugkraftvorrichtung (6, 6a, 6b) in einer vom Kern (2) wegweisenden Richtung (R) gezogen und dadurch die vom Kern (2) wegweisende Kraft auf die Umhüllung (3) ausgeübt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kern (2) und der Außenfläche der Umhüllung (3) ein magnetisierbares Element (4) angeordnet ist, dass außerhalb des Vakuumisolationspaneels (1) eine Magnetfeldeinrichtung (6) derart angeordnet wird, dass ein Magnetfeld zwischen dem magnetisierbaren Element (4) und der Magnetfeldeinrichtung (6) aufgebaut wird, und dass mittels der Magnetfeldeinrichtung (6) und des magnetisierbaren Elements (4) die vom Kern (2) wegweisende Kraft auf die Umhüllung (3) ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldeinrichtung (6) einen Dauermagneten aufweist, dass die Magnetfeldeinrichtung (6) im Bereich des magnetisierbaren Elements (4) an die Umhüllung (3) zum Anliegen gebracht wird und dass an der Magnetfeldeinrichtung (6) in einer vom Kern (2) wegweisenden Richtung (R) gezogen wird.
Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Transportbehälters, wobei der Transportbehälter (9) einen kastenförmigen Außenbehälter mit einem Boden, vier Seitenwänden (10) und mindestens einem Deckel (11) aufweist, wobei im Außenbehälter an den Seitenwänden (10) plattenförmige Vakuumisolationspaneele (1) flächendeckend angeordnet sind, wobei jedes Vakuumisolationspaneel (1) einen Kern (2) aus offenporigem Material und eine den Kern (2) an allen Seiten vollständig umschließende Umhüllung (3) aufweist, wobei jede Umhüllung (3) zumindest abschnittsweise vom jeweiligen Kern (2) weg bewegbar ist, wenn kein Vakuum im Inneren des jeweiligen Vakuumisolationspaneels (1) vorliegt, und wobei zumindest ein Abschnitt jeder Umhüllung (3) im Inneren des Außenbehälters zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionstüchtigkeit mindestens eines der Vakuumisolationspaneele (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 überprüft wird.
Vakuumisolationspaneel mit einem Kern (2) aus offenporigem Material und mit einer den Kern (2) an allen Seiten vollständig umschließenden Umhüllung (3), wobei die Umhüllung (3) zumindest abschnittsweise vom Kern (2) weg bewegbar ist, wenn kein Vakuum im Inneren des Vakuumisolationspaneels (1) vorliegt, und wobei zumindest ein Abschnitt der Umhüllung (3) von außen zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (3) ein Elastizitätsmodul zwischen 1000 MPa und 2000 MPa hat.