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Die Erfindung betrifft ein isolierendes Bauelement, umfassend einen von Wandungen eingefassten Innenraum, wobei der Innenraum im Wesentlichen luftleer ist und die Wandungen derart miteinander verbunden sind, dass ein Eintritt von Luft in den Innenraum verhinderbar ist.
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Stand der Technik
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Aufgrund aktueller Entwicklungen hinsichtlich der Erwärmung des globalen Klimas wächst der Bedarf an energieeinsparenden Maßnahmen. Insbesondere in privaten Haushalten aber auch im Bereich des Schiffs- und Flugzeugbaus lässt sich dem Energieverbrauch in aller Regel mittels einer effizienten Wärmedämmung Einhalt gebieten. So wird beispielsweise ein Großteil der in einem Privathaushalt zur Verfügung gestellten Energie zur Aufwärmung von Wohnräumen genutzt. Mittels einer geeigneten Wärmeisolierung des Gebäudes ließe sich der Energieverbrauch jedoch deutlich reduzieren.
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Allgemein im Stand der Technik bekannt hierzu sind sogenannte Vakuumdämmplatten, die aus einem porösen Kernmaterial bestehen, das als Stützkörper für ein in der Vakuumdämmplatte vorliegendes Vakuum dient. Dabei wird das Kernmaterial von einer hochdichten Hülle in Form einer Folie umgeben, die einen Eintritt von Gasteilchen verhindern soll.
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Ein eingangs beschriebenes isolierendes Bauelement geht ebenfalls aus dem US Patent
US 1,84,353 hervor. Der von wärmeisolierenden Wandungen eingeschlossene Innenraum des Bauelements ist evakuiert, sodass eine Wärmeübertragung verhinderbar sein soll. Um die Kanten der Wandungen luftdicht zu verschließen, ist eine Leiste vorgesehen, die gleichzeitig eine Wärmeübertragung der einen Wandung auf die andere verhindern soll. Hierzu ist die Leiste aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit ausgebildet.
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Aus dem US Patent
US 2,989,156 geht ein wärmeisolierendes Bauelement hervor, welches sich insbesondere für den Einsatz in Haushaltskühlschränken und Gefriergeräten eignen soll. Das Bauelement weist zwei, parallel zueinander ausgerichtete Bleche auf, die einen evakuierten Innenraum begrenzen, der mit einem isolierenden Material gefüllt ist. Ferner weist das Bauelement eine U-förmige Leiste auf, die mit den Blechen verbunden ist und eine Erweiterung aufweist, um verschiedene Bauelemente miteinander verbinden zu können.
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Als problematisch bei den im Stand der Technik aufgeführten Bauelementen hat es sich allerdings erwiesen, eine konstante Dichtigkeit der Bauelemente zu gewährleisten. Ferner hat sich der Einsatz einer Leiste zur Verbindung der Wandungen als nachteilig erwiesen, da hierdurch eine Wärmeleitung begünstigt wird.
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Aufgabe
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Der vorliegenden Anmeldung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein alternatives Bauelement zu entwickeln, das sich durch eine besonders hohe Dichtigkeit auszeichnet.
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Lösung
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Ausgehend von dem eingangs genannten Bauelement wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens eine Wandung schalenförmig ausgebildet ist.
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Das erfindungsgemäße Bauelement hat viele Vorteile. Insbesondere besteht das Bauelement im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Bauelementen, die aus Leisten zusammengesetzt sind, aus weniger Bauelementen, wodurch der Abdichtungsbedarf gesenkt und die Gefahr einer Undichtigkeit reduzierbar ist. Ferner sind die Wandungen des erfindungsgemäßen Bauelements im Gegensatz zu den bekannten, aus einem Stützkörper und einer Hülle gebildeten Bauelementen selbsttragend. Vorteilhafter Weise wird somit kein, die Wandungen stützender Stützkörper benötigt. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Erhaltung eines geringen Drucks innerhalb des Innenraums über die gesamte Lebensdauer des Bauelements hinweg besonders vorteilhaft.
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Das erfindungsgemäße Bauelement eignet sich insbesondere zur Isolierung von Außen-und Innenbereichen von Gebäuden. Hierbei wirkt das Bauelement als sommerlicher als auch als winterlicher Wärmeschutz. Demnach ist es möglich, mittels des erfindungsgemäßen Bauelements einerseits den Wärmeverlust in dem Innenbereich des Gebäudes bei niedrigen Außentemperaturen zu reduzieren. Andererseits ermöglicht das Bauelemente auch eine ungewünschte Aufheizung des Innenbereichs des Gebäudes im Falle von hohen Außentemperaturen zu vermeiden. Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Bauelement gleichwohl zur Verkleidung von Kühlregalen, Kühltruhen oder Kühlschränken sowie von Lebensmittel-Containern. Ebenso ist denkbar, dass Kabinen und Wirtschaftsräume eines Schiffs mit den erfindungsgemäßen Bauelementen zu verkleiden. Ferner lässt sich das erfindungsgemäße Bauelement auch zur Verkleidung der Innenräume eines Flugzeugs einsetzen. Hierbei wirkt das erfindungsgemäße Bauelement nicht nur wärmeisolierend, sondern bietet auch Schutz gegen Korrosion. Aus diesem Grund ist es ebenfalls vorstellbar, das erfindungsgemäße Bauelement als Schutz vor Kälte, Wärme sowie Wasser einzusetzen, so beispielsweise als Handyschutzschale oder zur Verkleidung eines Akkumulators.
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Das erfindungsgemäße Bauelement kann überall dort eingesetzt werden, wo eine Wärmeübertragung ungewünscht ist. Vorteilhafter Weise kann der Energiebedarf zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur somit deutlich verringert werden. Insgesamt lässt mittels des erfindungsgemäßen Bauelements demnach der Erwärmung des globalen Klimas entgegenwirken.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Wandung plattenförmig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Bauelement entweder aus zwei schalenförmigen Wandungen zusammengesetzt ist oder eine schalenförmige Wandung mit einer plattenförmigen Wandung kombiniert wird. Vorzugsweise werden die Randbereiche der beiden Wandungen miteinander verbunden, beispielsweise verklebt. Ebenso ist jedoch auch denkbar, dass die beiden Wandungen ineinandergeschoben und mittels geeigneter Mittel luftdicht miteinander verbunden werden.
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Gemäß einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung weist das Bauelement eine Vielzahl von Abstandselementen auf, die zumindest bereichsweise verteilt an einer Innenseite der Wandungen angeordnet sind. Mittels der Abstandselemente ist verhinderbar, dass das Bauelement infolge einer Evakuierung, also aufgrund eines Luftentzugs aus dem Innenraum des Bauelements, kollabiert. Die Abstandselemente wirken demnach dem äußeren, auf die Wandungen einwirkenden Luftdruck entgegen und stabilisieren das Bauelement somit. Dabei ist vorgesehen, dass die Abstandselemente sich von einer Wandung zu einer gegenüberliegenden Wandung erstrecken.
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Eine vorzugsweise Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bauelement mindestens ein strömungsmäßig mit dem Innenraum verbindbares Anschlusselement aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Bauelement bereits in einem Herstellungsschritt evakuiert wird. Ebenso ist jedoch auch vorstellbar, das Bauelement erst nach dem Herstellungsschritt mithilfe des Anschlusselements zu evakuieren. Dabei ist das Anschlusselement gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements ein Ventil. Vorstellbar ist somit, dass das Bauelement beispielsweise mittels einer Pumpe evakuiert wird. Mittels des Ventils wird ferner sichergestellt, dass die aus Innenraum abgepumpte Luft nicht erneut in den selbigen einströmt.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Wandung aus einem Faser-Kunststoff-Verbund (FKV), vorzugsweise aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), oder Aluminium gebildet ist. Es hat sich herausgestellt, dass es besonders im Hinblick auf eine Wärmeleitung vorteilhaft ist, die Wandungen aus einem Faser-Kunststoff-Verbund herzustellen, um hierdurch eine Wärmeleitung des von einer, beispielsweise aufgrund der Sonneneinstrahlung aufgewärmten Wandung auf die andere Wandung zu verhindern.
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Ausführungsbeispiel:
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Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1: einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement,
- 2: einen vertikalen Schnitt durch ein zweites erfindungsgemäßes Bauelement und
- 3: einen vertikalen Schnitt durch ein drittes erfindungsgemäßes Bauelement.
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In der 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes Bauelement 1 gezeigt. Das Bauelement 1 umfasst zwei Wandungen 2, 3, die einen Innenraum 4 räumlich einfassen, wobei eine erste Wandung 2 des Bauelements 1 schalenförmig ausgebildet ist, während eine zweite Wandung 3 des Bauelements 1 plattenförmig ausgestaltet ist. Die beiden Wandungen 2, 3 sind in ihren Randbereichen 5, typischerweise mittels eines fließfähigen und/oder gummielastischen Dichtmaterials, derart miteinander verbunden, dass ein Eintritt von Luft in den Innenraum 4 verhindert ist. Zur besseren Darstellung sind die beiden Wandungen 2, 3 in 1 beabstandet zueinander gezeigt.
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Der Innenraum 4 des Bauelements 1 ist evakuiert, demnach also im Wesentlichen luftleer. Ferner weist das Bauelement 1 eine Vielzahl von Abstandselementen 6 auf, die zumindest bereichsweise verteilt an einer Innenseite 7 der Wandungen 2, 3 angeordnet sind und sich hierbei von der ersten Wandung 2 zu der zweiten Wandung 3 erstrecken. Hierdurch ist verhinderbar, dass das Bauelement 1 infolge der Evakuierung kollabiert.
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Ferner weist das Bauelement 1 ein Anschlusselement 8 in Form eines Ventils auf, welches an einer Wandung 2 des Bauelements 1 angeordnet ist. Mittels des Anschlusselements 6 lässt sich das Bauelement 1 beispielsweise mithilfe einer nicht in den Figuren gezeigten Pumpe evakuieren.
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Die Wandungen 2, 3 des Bauelements 1 sind aus einem kohlenstofffaserverstärkten Stoff gebildet, sodass eine Wärmeleitung in den Randbereichen 5 zwischen den beiden Wandungen 2, 3 im Wesentlichen gehemmt ist. Es ist vorgesehen, das Bauelement 1 an einer Außenseite eines Gebäudes anzuordnen, um das Gebäude gegenüber einer Umgebung mit einer niedrigeren Außentemperatur wärmeisolierend abzuschirmen. Aufgrund des im Innenraum 4 vorherrschenden Vakuums wird ein Wärmeaustausch verhindert.
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2 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Bauelement 1. Das Bauelement 1 besteht ebenfalls aus zwei Wandungen 2, 3, welche in einem Randbereich 5 derart miteinander verbunden sind, dass ein Eintritt von Außenluft in den Innenraum 4 des Bauelements 1 im Wesentlichen verhinderbar ist. Dabei sind beide Wandungen 2, 3 schalenförmig ausgebildet. Auch in der 2 sind die Wandungen 2, 3 zur besseren Darstellung beabstandet zueinander gezeigt. In Realität sind die Wandungen 2, 3 in den überlappenden Randbereichen mittels eines Dichtmaterials abgedichtet.
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3 zeigt ein drittes erfindungsgemäßes Bauelement 1. Das Bauelement 1 besteht ebenfalls aus zwei schalenförmigen Wandungen 2, 3. Die beiden Wandungen 2, 3 sind derart dimensioniert, dass sich eine Wandung 3 in die andere Wandung 2 einschieben lässt. Ecken 9 der Wandungen 2, 3 sind im Gegensatz zu den in den 1 und 2 dargestellten Bauelementen 1 scharfkantiger ausgebildet. In einem sich überlappenden Bereich der Wandungen 2, 3 sind die selbigen miteinander mittels nicht in der 3 gezeigter Schrauben sowie im Fugenbereich angeordneten Dichtungsmaterials miteinander verbunden, sodass ein Eintritt von Luft in den Innenraum 4 verhinderbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauelement
- 2
- Wandung
- 3
- Wandung
- 4
- Innenraum
- 5
- Randbereich
- 6
- Abstandselement
- 7
- Innenseite
- 8
- Anschlusselement
- 9
- Ecke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 184353 [0004]
- US 2989156 [0005]
