DE1401602A1 - Zur Waermeisolierung dienender,aus Kunststoffschaum bestehender Isolierkoerper - Google Patents

Description

• Zur Wärmeisolierung dienender, aus Kunststoffschaum bestehender Isolierkörper Es ist bekannt, Gebrauchsgegenstände verschiedener .Art aus starrem Kunststoffschaum herzustellen. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine im Verhältnis zur Dichte groie Festigkeit und geringe Wärmeleitfähigkeit' aus. Deshalb werden Schaumstoffe such zur Isolierung von Kühlräumen, Kühlmöbeln und anderen Isolierbehältern benutzt. Für die Verarbeitung der Schaumstoffe kommen zwei verschiedene Verfahren in Betracht. Das fltiaeige oder feste, meist körnige .Ausgangsmaterial, das, oft ,aus mehreren Komponenten besteht, wird. entweder in einer geeigneten ?orm gleich in der Gestalt des fertigen Gelarauchagegenstandes oder eines wesentlichen Bestandteiles desselben aufgeschäumt, so daß keine wesentliche Nacharbeit erforderlich ist, oder ea werden iM' . Schäumprozeß Halbzeuge (Platten, Stangen, geometrisch einfache Formkörper) hergestellt, die im allgemeinen nach mechanischer Bearbeitung untereinander und mit anderen Bauelementen zum fertigen Gebrauchsgegenstand zusammengefügt werden. Es ist bekannt, aus Schaumstoff bestehende Gegenstände mit einer Oberfläche aus einem anderen Werkstoff zu versehen, um dem Gegenstand besondere physikalische oder chemische. Eigenschaften zu verleihen oder eine besondere dekorative Wirkung zu erzielen: Eine solche-Deckschicht kann mit dem-Schaumstoffgegenstand während des Schäumprozesses oder in einem besonderen Arbeitsgang verbunden werden. Weiterhin ist es bekannt, Bauelemente aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise Befestigungselemente, beim Schäumprozeß ganz oder teilweise in den Schaumstoffkörper einzubetten und sie dadurch mit diesem unlösbar zu verbinden. Auch zur Erhöhung der Festigkeit von Schaumstoffkörpern hat man schon Einbettungen von Metallstäben od.dgl. vorgesehen und so eine Armierung geschaffen, die das Widerstandsmoment vergrößern soll. _ Die Erfindung bezieht sich auf einen zur Wärmeisolierung dienenden, vorzugsweise kastenförmigen, aus starrem Kunststoffschaum bestehenden Isolierkörper mit zur Versteifung dienenden eingeschäumten Armierungseinlagen. Erfindungsgemäß besitzt der Kunstetoffschaumkörper eine seiner Form angepaßte innere, in der Nähe der äußeren und/oder inneren Oberfläche angeordnete Armierung. Auf diese Weise gelingt es, die Festigkeit von Kunststoffkörpern gerade in denjenigen Bereichen mit einfachen-Mitteln zu verstärken, in denen es mit Rücksicht auf äußere Beanspruchungen auf erhöhte Festigkeit besonders ankommt. Bei biegebeanspruchten Körpern .wird man bei Am: endung der Erfindung die Armierung vor allen in der Nähe der Oberfläche im zugbeanspruchten Teil des Querschnitt:, und zwar in Richtung der Zugkräfte, anwenden. Wenn.es sich um einen kastenförmigen Kunststoffschaumkörper handelt, wird gemäß der weiteren Erfindung mit Vorteil eine Armierung angewendet, die einen seiner Kastenform angepaßten zusammenhängenden Käfig bildet. Eine solche der Oberflächenverstärkung dienende Armierung kann vor dem Schäumprozeß durch Verwendung nur weniger an geeigneter Stelle angebrachter Abstandshalter in der Schäumform in die gewünschte endgültige räumliche Lage gebracht werden. Der zusammenhängende Käfig wird beim Erfindungsgegenstand vorzugsweise durch Schweißung zu dem gewünschten Raumgebilde zusammengefügt. Man kann diesen zur Oberflächenverstärkung dienenden Armierungskäfig mit einer U - oder kastenförmigen Raumform ausführen, wobei er aus Platten oder auch aus L-förnigen Grundformen zusammengesetzt werden kann. Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale ergeben sich aus den in den Figuren. dargestellten Ausführungsbeispielen. In Fig. 1 bis 3 ist als Ausführungsbeispiel ein plattenförmiger, aus Schaumstoff hergestellter Isolierkörper gezeichnet. Fig.1 zeigt einen Querschnitt, Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 das zur Oberflächenverstärkung vervtendete Drahtgitter. Mit 1 ist der Schaumstoff, mit 2 die beiden Oberflächen zugeordnete Armierung bezeichnet. Mit 3 sind zugbeanspruchte Drähte und mit. 4 Verbindungsdrähte beziffert. Wenn solche in Richtung der Zugkräfte verlaufende Drähte 3 benutzt werden, ist es fertigungstechnisch und zur kraft- und formschlüssigen Verbindung zwischen den Drähten und dem Schaumstoffkörper wichtig, diese Drähte durch die quer zu ihnen verlaufenden Verbindungsdrähte beispielsweise zu verschireißen, so daß ein in sich zusammenhängendes Stützgebilde entsteht.
• Besonders gut sind zur Verstärkung der Oberfläche .von Schaum-Stoffkörpern S-treckmetallbaxxien oder in ähnlicher Ueise hergestellte @Kunststoffne tze geeignet. Diese können in an sich' bekannter Weise dadurch hergestellt werden, daß dünne Bleche oder Kunststoffolien mit einer Vielzahl annähernd paralleler oder fischgrätartig verlaufender Schlitze versehen und dann annähernd quer zur Schlitzrichtung gereckt werden. Die Figuren 4--7 zeigen derartige Streckmetallbahneri bzw. Kunststoffnetze. In diesen Figuren sind mit 5 bzw. 8 Schlitze im Ausgangsmaterial bezeichnet. 6 und g sind zwischen den Schlitzen stehenble ibende Stege. Mit 7 -sind Knotenpunkte und mit 10 zwischen den Schlitzen stehenbleibende Längsrippen bezeichnet. Man kann die Erfindung vorzugsweise für "lärmeisolieriangszvrecke anwenden. Es ist aber auch möglich, die beschriebenen Konstruktionsprinzipien bei andersartigen Gegenständen zu benutzen, z.B. bei solchen, die große Festigkeit bei geringem Gewicht und niedrigen Fertigungskosten erfordern.
• Fig. ß zeigt das aus Kunststoffschaum bestehende Gehäuse eines Kühlschranks in schematischer Darstellung. Das Gehäuse 1 1 be- sitzt zum vorderen Abschluß eine Tür 12, die mit Hilfe c-iher Dichtung 13 dicht geschlossen werden kann. Die Tür hängt in Scharnieren 1,1..,15 und 16 sind das Schloß und die Sdi loßkar_ner , 17 der Schließriegel an der Tür. In der Schrankrückwand besitzt der Isolierkrirper einen Durchbruch 18 zum. Einführen des Verdampfers. .An. den Seitenaänden sind Leisten 19 zur Auflage einer Tropfschale bzw. Roste vorgesehen. Als Armierung für dieses Gehäute dient beim Gegenstand der Erfindung das in Fig. g dargestellte, nach Art eines Vogelkäfigs l@astenf'örbig ausgebildete Drahtgerüst, das im wesentlichen aus Drahtgittern der in fig. 3 dargestellten Art zu der gezeigten Raumform zusammengefügt ist. Die Drähte 22 sind in diesen. Fall je zu einem viereckigen Rahmen gebogen und an den Stoßstellen durch elektrische PiunktSchweißung mit den Querriegeln 23 verbunden. Zur Versteifung der Kanten können besondere Verstärkungsdrähte 24 vorgesehen sein. In ddn Figuren 10 und 11 jut die Ausführung dieser Verstärkungsteile 24 größer herausgezeichnet. Die Drähte 22 liegen dicht unter der strichpunktiert angedeuteten Oberfläche 21 des Schaumstoffkörpers. Die zur Kantenversteifung dienenden Drähte 24 werden ebenfals durch Querdrähte 25 verbunden, die auch dazu dienen, die Versteifung mit den Drähten 22 zu verschweißen.
• Fig. 11 zeigt perspektivisch Eine Kante vor d-em Anbringen der Versteifung und die Versteifung selbst. Oft wird es zur Versteifung von Kanten und Ecken gemäß Fig. 12 genügen, einzelne Drähte 26 oder 27 an die Längsdrähte 22 zu heften. Zn hig. 12 sind die Verbindungsstellen zwischen den Drähten 22 und 26 bzw. 27 durch ausgefüllte Kreise 28 kenntlich gemacht. Wenn eine Kante--1- und I:ckenversteifung nicht erforderlich ist, können die einzelnen Teile des Käfigs ohne besondere Verbilldung untereinander in die Zichäumform gebracht w_-rden oder auch nur leicht (z.B. .durch verdrillten Bindedraht) verbunden werden. In Fig. 10 ist nur eine dicht unter der äußeren Oberfläche 21 des Schaumstoffgehäuses angegeben. Auf eine Armierung in der Nähe der inneren Oberfläche kann im allgemeinen verzichtet werden, wenn eine (z.B. aüs Kunststoff bestehende) Zelle, welche die innere Oberfläche 29 abdeckt und beim Schäumprozeß mit dieser verbunden ist, die 'estigkeit des Schaumstoffgehäuses ausreichend erhöht. Wird keine oder nur eine sehr dünnwandige (Kunstütoff-)Zelle vori-,tesehen, oo empfiehlt es sich, auch in der Mähe der inneren Oberfläche 29 eine Jirmierung anzuordnen. Befestigungselemente oder andere Bauteile, die beim Schh:uriprozeß fest mit dem Schaui@lstoffkörper verbunden werden sollen, werden zwecknäßigerweise schon vor dem Einschäumen fest init Teilen der Armierung verbunden, damit die durch diese Bauteile in den Schaumstoffkörper eingeleiteten Kräfte aui eine möglichst große Fläche verteilt werden. Hoch beanspruchte Teile des Gehäuses können durch. besondere Armierungen verstärkt.worden.
• Als Beispiel hierfür ist in Fig. 13 und 14 die Befestigung eines Scharnierteils 30 dargestellt. Mit der :Lasche 31 sind die Armierungsgitter 32. und 33 (z . B . -durch Punktschweißung) verbunden. Die parallel zur Oberfläche 34. und in deren Nähe verlaufenden Teile der Armierungsdrähte 35 tragen zunächst keine Querdrähte 36 bzw. 37. Sie werden -nachdem die Teile 30,32 -und 3 zusammengefügt sind- durch Eunktschweißun g an der Armierung 8 des Schaumstoffkörper s (Gehäuse bzw o Tür) befentigt a Im allgemeinen haben Schaumstoffhörper in ihrer oberflächennahen Schicht und in unmittelbarer Umgebung der Armierung eine wesentlich größere Dichte (kleinere,Poren bei mindestensgleicher Wändstärke der Poren) äls in Kern; oft bildet sich an der Oberfläche und um die Armierungstcile sogar ein zusammenhängender film. Das wird dädurch verursacht,daß der Schaum an der Formoberfläche und an eingelegten Metallkörpern (Armierung) besonders schnell erstarrt und daß namentlich flüssig verarbeitete Schäume an der form und der Armierung haften. Diese verdichtete Schicht trägt: zur Steigerung der Festigkeit, der Oberflächenhärte und des Diffusionswiderstaides (d.1. zur Verringerung der Gasdurchlässigkeit) bei. Ein zusätzlicher Oberflächenschutz ist wie bei nicht armierten Schaumstoffkörpern z.Bq durch Anutrich oder Aufkleben.vor@`iolien möglich. eine schützende Folie kann auch in bekannter Weise dadurch aufgebracht werden,. daß die Folie vor dem Schäumprozeßin die Form gelegt wird. Das hat den Vorteil, daß der fertige Schaumstoffkörper leicht aus der form herauszunehmen ist. Armierte Schaumstoffkörper können in besonders einfacher Weise dadurch mit einer ( z . B . gasdichten) Folie versehen werden, daß die Folie vor dem Schäumprozeß auf der als Armierung dienenden Gitterwerk (Käfig) befestigt wird. Insbesondere, wenn hierzu eine nur wenig dehnbare Folie (z M aluminiumbeschichtete . Papier) verwendet wird, ist es zweckmä,= ßig, die Folie leicht lösbar, gegebenenfalls nur an wenigen Stellen, auf die Armierung zu kleben, damit sie sich beim Schäumen ohne Beschädigung von der-Armierung Dsen und an die. Form anlegen kann.
• Die vorbereitenden Arbeitsgänge für ein besonders einfaches und für die Serienfertigung geeignetes Verfahren zum Anbringen einer schützenden Folie sind in den Figuren 17 und 18 Schema-" tisch dargestellt. Die Deckfolie für den in Fig. 15 gezeigt3n Schaumstoffkörper wird gemäß Fig. 16 als kastenförmiger Beutel (z.B. aus einem gaslichten Kunststoff) durch Kleben, Schweißen oder Tiefziehen aus einem oder mehreren Stücken hergestellt. Der Beutel hat mindestens die Tiefe des als Armierung dienenden Drahtkorbes; seine Länge und Breite sind dagegen etwas kleiner. Der' Beutel 39 wird gemäß Fig. 17 in eine Form 40 gelegt und mit Hilfe des Flanschdeckels festgespannt. Wenn die Form 40 nicht auch zum späteren Aufschäumen benutzt werden soll, ist sie etwas größer als der fertige Schaumstoffkörper (Fig. 15) uh,: braucht nicht in allen Einzelheiten mit dessen Gestalt übereinzustimmen. Wenn der Hohlraum 42 zwischen dem Beutel 39 und der Form 40 durch den Stuten 43 evakuiert wird, dehnt sich der Beutel und legt sich annähernd an die Oberfläche der Form an. In diesem Zustand kann der zur Armierung des SchaumstoffkörperE dienende Drahtkorb 44 leihht in die mit dem Beutel 39 auSgekleidete Form 40 gelegt werden. Wenn nun wieder Luft in den Zwischenraum 42 gelassen wird, legt sich der Beutel 39 fest um die Armierung 44. Freie Drahtenden und scharfe Kanten der Armierung können durch aufgelegte oder angeklebte Papierstreifen o.a. abgedeckt sein, damit die Folie nicht beschädigt wird. Beim Aufschäumen dehnt sich die Folie wieder, löst sich von der Armierung und legt sich an die Wand der Schö.uriforrm. Der nu--.--,

  bei der Verarbeitung benötigte flansch 45 des Beutels wird

  vorzugsweise erst nach dem Schäumprozeß abgetrennt, weil er

  beim Schäumen-dazu benutzt werden kann, das Eindringen von

  Schaum in den Zwischenraum zwischen der Folie und der Schäum-

  form zu verhindern.

  Kehlmöbel mit an sich- bekannten magnetischen-Dichtungen müssen

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  an dem Türrahmen oder -falls did 1Iagnetdich-tung am Rahmen

  befestigt ist- an der Tür) eine ferromagnetische Deckschicht

  haben. Wie eine solche Schicht -h.ß-. aus Stahlblech- bei der

  oben beschriebenen Bauweise angeordnet werden kann, zeigen die

  Figuren 19 und 20, in denen Schnitte durch zwei verschiedene

  Türrahmen dargestellt sind.

  Die Wand 46 des Kühlmöbel: ist 1 9 nur außen, in Fig a 20

  außen und innen durch eingelegte Armierungen 47 verstärkt. Da-

  für ist die innere Oberfläche in Fig. 19 mit Kunststoff

  ("Zelle" 48) verkleidet, der fest mit: der Schaumstoff verbun-

  den ist.

  Die im Türrahmen angeordnete ferromagnetisdhe Leiste (aus

  Stahlblech), auf welche sich die an der Tür 49 befestigte Mag-

  netdichtung 50 legt,, ist in fig. 19 als flaches Band 51, in

  Fig. 20 als Winkel 52 ausgebildet. Die leisten 5-1 bzw. 52 sind

  durch angeschweißte Drähte 53 mit Armierungsdrähten 5<1 verbun-

  den. Eine Verbindung zwischen den Drähten 53 bzw. 54 einerseits

  und der Gehäusearmierung 47 andererseits ist zwar möglich. In

  den Ausführungsbeispielen Fig. 19, und 20 wurde jedoch bewußt

  darauf verzichtet, weil es durch: diese starre Befestigung der

  ferromagnetischen Leiste schwierig werden könnte-, dem Rahmen -

  die erwünschte ebene Form zu geben. Damit die mit der I,Tagne tdichtung zusammenarbeitende Fläche des Rahmens möglichst gut Ober wird, kann die Leiste 51 (bzw. 52) in der Schäumforn i:1it magnetischen Mitteln festgehalten werden. Dazu können in der Schäuriform Dauermagnete (Einzelmagnete oder Magnetband) vorhanden sein, vorzugsweise aber auch (zum leichteren Herausnehmen des fertigen Gehäuses aus der form) Elektromagnete. Damit die Leistc 51 (bzw. 52) sich der Gestalt des entsprechenden Teils der Schäumform -nämlich der magnetischen Spannvorrichtung- leicht anpassen kann, können die Armierung:drähte 54 in Längsrichtung unterbrochen sein, beispielsweise derart, dwß jeder Teilabschnitt der Drähte 54 nur reit einem der Drähte 57- zu verbinden ist. In Schaumstoffkörpern ohne schütücnde Deckfolie 59 kann die Airmierung entweder so angeordnet sein, daß sie stellen weise an der Oberfläche liegt,, oder sie kann auch ganz innerhalb des Schaumstoffs (aber auch dann dicht unter der Oberfläche).liegen. Mindestens die frei an der Oberfläche liegenden Teile der Armierung können vor oder nach dein Ein:ichäuiien mit einen schützenden Überzug- (Anstrich, Kunststoffbezug) versehen werden, der durch entsprechende Färbung auch noch eine dekorative Wirkuni hat. Völlige Bedeckung der Ari:rierung durch den Schaumstoff wird dadurch erreicht, daß die Armierung in der Schäumforrl entsprechend gehalten wird. Dazu können beispielsweise Beilagen aus Kunststoff (z.B. Folien, Platten, Schaumetofformkörper) dienen, die mit eingeschäumt werden. Damit nur wenige solche Beilagen benötigt werden, kann die Armerung an einzelnen Auflagepunkten irr. Richtung zur Oberfläche durchgeprägt sein. .

Claims (1)

1. Pa tentans Brüche 1. Zur Vtärmeisolierung dienender, vorzugsweise kastenf örmiger, aus starrem Kunststoffschaum bestehender Isolierkörper mit zur Versteifung dienenden eingeschäumten Armierun gaoinlagen, ins- besondere für Kühlschränke,, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaumkörper -eine seiner form an gjepaßte innere in der Nähe der äußeren und/oder inneren Oberfläche angeordnete Armie- rung besitzt. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, de,ß der Kunststoffschaumkörper eine seiner Kastenform angepaßte, einen zusammenhängenden Käfig bildende Armierung besitzt. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Oberflächenverstärkung dienende Armierung einen vorzugs- weise durch Schweißung zusamengefügten Käfig bildet. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Oberflächenverstärkung dienende Armierüngskäfig 11- oder kastenförmige Raumform besitzt oder aus Z-förrrligen Raumformen zur Kastenform zusammengesetzt ist. 5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, .dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung aus einem vrahtgitterkäfig oder Kunststoff- streckhörpern besteht bzt-r. aus Streckmetallplatten zusammenge- ;e'tz t iot . 6. Anordnung nach Anepruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drahtgitterhäfig an seinen Kanten durch ebenfalls 'alo Drahtgitter ausgeführte Teile versteift ist. 7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an der zur Oberflächenverstärkung dienenden Armierung au, dem Schaumstoff nach außen ragende Beschlagteile befestigt sind. B. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Oberflächenverstärkung dienende Armierung selbst stellenweise an der Oberfläche des Schaumstoff -. körpers freiliegt. 9. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung durch vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Halter innerhalb der Schäumf orm an der ihrer späteren Zage im Schaumstoff entsprechenden Stelle gehalten wird. 10. Anordnung nach- Anspruch 1 oder einer, der f olgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Schaumbtoffoberfläche nach außen hin abschließende Deckfolie verwendet wird. 11. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß nach außen hin ragende Beochlagteile (z.8. eine Stahlbendleiste im Türrahmen für die magnetische Dichtung) eine mit dem Käfig nicht oder nup an einzelnen Punkten verbundene weit verzweigte und vor dem Einschäumen leicht verformbare Armierung (Drahtgitter, Streckmetall od.dgl.) erhalten und daß diese.Beschlagteile beim Schäumen mit besonderen Mitteln (insbesondere magnetischen oder elektromagnetischen Mitteln) gehalten werden.