DE1401602C - Zur Wärmeisolierung dienender, aus Kunststoffschaum bestehender Isolierkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zur Wärmeisolierung dienenden, vorzugsweise kastenförmigen, aus starrem Kunststoffschaum bestehenden Isolierkörper mit zur Versteifung dienender, der Schaumkörperform angepaßter, beispielsweise aus Drahtgewebe bestehender innerer Armierung.

Es ist bekannt, Gebrauchsgegenstände verschiedener Art aus starrem Kunststoffschaum herzustellen. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine im Verhältnis zur Dichte große Festigkeit und geringe Wärmeleitfähigkeit aus. Deshalb werden Schaumstoffe auch zur Isolierung von Kühlräumen, Kühlmöbeln und anderen Isolierbehältern benutzt. Für die Verarbeitung der Schaumstoffe kommen zwei verschiedene Verfahren in Betracht. Das flüssige oder feste, meist körnige Ausgangsmaterial, das oft aus mehreren Komponenten besteht, wird entweder in einer geeigneten Form gleich in der Gestalt des fertigen Gebrauchsgegenstandes oder eines wesentlichen Bestandteiles desselben aufgeschäumt, so daß keine wesentliche Nacharbeit erforderlich ist, oder es 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. Zur Erhöhung der Festigkeit von Schaumstoffkörpern ist es ferner bekannt, Metallstäbe, Drahtgewebe od. dgl. im Schaumstoff einzuschäumen und auf diese Weise eine innere Armierung zu schaffen, die das Widerstandsmoment vergrößern soll.

Eine derartige Anordnung geht insbesondere aus der USA.-Patentschrift 2 248 891 hervor, in der ein mit einer Wärmeisolierung versehener Boiler dargestellt und beschrieben ist. Das hierbei zur Verstärkung der Wärmeisolationsschicht verwendete Drahtgeflecht steht jedoch in direktem wärmeleitenden Kontakt mit den das wärmeaustauschende Medium führenden Rohren und vermindert auf diese Weise die Dämmwirkiing der Wärmeisolierung ganz erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus Kunststoffschaum bestehenden Isolierkörper zu schaffen, bei dem durch besondere Anordnung und Ausführung einer inneren Armierung die Festigkeit des Isolierkörpers erhöht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Armierung in der Nähe der äußeren und/oder inneren Oberfläche des Isolierkörpers liegt und im Bereich einer Isolierkörperkante zur Versteifung als unguteilte, abgewinkelte Wund ausgeführt ist.

Man erhall auf diese Weise eine sehr wirksame Versteifung eines aus Schaumstoff hergestellten Isolierkörpers und hat gerade dadurch, daß die Armierungswände sich dicht an der Oberfläche befinden, die Möglichkeit, Behälter, Türscharniere und sonstige Armaturenteile zum Befestigen des Verdampfers, des Schlosses od. dgl. in einfacher Weise festzulegen, .da die starren, zur Armierung geführten Verbindungsstücke infolge der Lage der Armierung dicht unter der Oberfläche besonders kurz sein können. Wichtig für die Erfindung ist es auch, daß man bei Anwendung von Polyurethanschaum eine besonders intensive Verankerung der Armierung im Oberflächenbereich erzielt, weil hier dieser Schaum fester und dichter wird als im mittleren Bereich der Isolierwand. Die Ausführung der Armierung als ungeteilte, abgewinkelte Wand bringt die Möglichkeit, gerade an besonders kritischen Stellen, nämlich im Bereich der Kanten des Isolierkörpers, eine besondere Starrheit zu erzielen. Durch die neue Anordnung und Ausführung der Armierung gelingt es, Schaumstoffisolierkörper für Kühlschränke mit hoher Festigkeit

ao in den Oberflächenbereichen sowohl auf der Schrankinnenseite als auch auf der Schrankaußenseite zu erzielen, so daß man hierdurch auch solche Isolierkörperkonstruktionen in Betracht ziehen kann, bei denen die Außen- und/oder Innenhaut des Kühl-

a5 schrankes aus einer wenig widerstandsfähigen Metallschicht, beispielsweise einer Folie od. dgl., hergestellt wird. Die Armierung im Oberflächenbereich bringt also hier in besonders vorteilhafter Weise gerade in diesen Bereichen die notwendige Festigkeit, ohne daß die sonst übliche aufwendige Oberflächenverkleidung, beispielsweise mit Blechwänden, notwendig wäre.

Bei biegebeanspruchten Körpern wird man bei Anwendung der Erfindung die Armierung vor allem in der Nähe der Oberfläche im zugbeanspruchten Teil des Querschnitts, und zwar in Richtung der Zugkräfte, anwenden. Wenn es sich um einen kastenförmigen Kunststoffschaumkörper handelt, kann gemäß der weiteren Erfindung mit Vorteil eine Armierung angewendet werden, die einen seiner Kastenform angepaßten zusammenhängenden Käfig bildet. Eine solche der Oberflächen verstärkung 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 kann beim Erfindungsgegenstand vorzugsweise durch Schweißung zu dem gewünschten Raumgebilde zusammengefügt werden. Man kann diesen zur Oberflächenverstärkung dienenden Armierungskäfig mit einer U- oder kastenförmigen Raumform ausführen, wobei er aus Platten oder auch aus L-förmigen 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, F i g. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 das zur Oberflächenverstärkung verwendete Drahtgitter. Mit 1 ist der Schaumstoff, mit 2 die den beiden Oberflächen zugeordnete Armierung bezeichnet. Mit 3 sind zugbeanspruchte Drähte und mit 4 Verbindungsdrähtc 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

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dem Schaumstoffkörper wichtig, diese Drähte durch ander verbunden werden. In Fig. 10 ist nur eine die quer zu ihnen verlaufenden Verbindungsdrähte Armierung dicht unter der äußeren Oberfläche 21 beispielsweise zu verschweißen, so daß ein in sich des Schaümstoffgehäuses angegeben. Auf eine Armiezusammenhängendes Stützgebilde entsteht. rung in der Nähe der inneren Oberfläche kann im Besonders gut sind zur Verstärkung der Ober- 5 allgemeinen verzichtet werden, wenn eine (z. B. aus fläche von Schaumstoffkörpern Streckmetallbahnen Kunststoff bestehende) Zelle, welche die innere oder in ähnlicher Weise hergestellte Kunststoffnetze Oberfläche 29 abdeckt und beim Schäumprozeß mit gegeignet. Diese können in an sich bekannter Weise dieser verbunden ist, die Festigkeit des Schaumstoffdadurch hergestellt werden, daß dünne Bleche oder gehäuses ausreichend erhöht. Wird keine oder nur Kunststoffolien mit einer Vielzahl annähernd paralle- io eine sehr dünnwandige (Kunststoff-)Zelle vorgeler oder fischgrätenartig verlaufender Schlitze ver- sehen, so empfiehlt es sich, auch in der Nähe der sehen und dann annähernd quer zur Schlitzrichtung inneren Oberfläche 29 eine Armierung anzuordnen, gereckt werden. Die F i g. 4 bis 7 zeigen derartige Befestigungselemente oder andere Bauteile, die Streckmetallbahnen bzw. Kunststoffnetze. In diesen beim Schäumprozeß fest mit dem Schaumstoffkörper Figuren sind mit 5 bzw. 8 Schlitze im Ausgangs- 15 verbunden werden sollen, werden Zweckmäßigermaterial bezeichnet. 6 und 9 sind zwischen den weise schon vor dem Einschäumen fest mit Teilen Schlitzen stehenbleibende Stege. Mit 7 sind Knoten- der Armierung verbunden, damit die durch diese punkte und mit 10 zwischen den Schlitzen stehen- Bauteile in den Schaumstoffkörper eingeleiteten bleibende Längsrippen bezeichnet. Kräfte auf eine möglichst große Fläche verteilt wcr-Man kann die Erfindung vorzugsweise für Wärme- 20 den. Hoch beanspruchte Teile des Gehäuses können isolierungszwecke anwenden. Es ist aber auch mög- durch besondere Armierungen verstärkt werden, lieh, die beschriebenen Konstruktionsprinzipien bei Als Beispiel hierfür ist in Fig. 13 und 14 die andersartigen Gegenständen zu benutzen, z. B. bei Befestigung eines Scharnierteils 30 dargestellt. Mit solchen, die große Festigkeit bei geringem Gewicht der Lasche 31 sind die Armierungsgitter 32 und 33 und niedrigen Fertigungskosten erfordern. 35 (z. B. durch Punktschweißung) verbunden. Die par-F i g. 8 zeigt das aus Kunststoffschaum bestehende allel zur Oberfläche 34 und in deren Nähe verlaufen-Gehäuse eines Kühlschranks in schematischer Dar- den Teile der Armierungsdrähte 35 tragen zunächst stellung. Das Gehäuse 11 besitzt zum vorderen Ab- keine Querdrähte 36 bzw. 37. Sie werden — nachdem Schluß eine Tür 12, die mit Hilfe einer Dichtung 13 die Lasche 30 und die Armierungsgitter 32, 33 zudicht geschlossen werden kann. Die Tür hängt in 30 sammengefügt sind — durch Punktschweißung an Scharnieren 14. 15 und 16 sind das Schloß und die der Armierung 38 des Schaumstoffkörpers (Gehäuse Schloßkammer, 17 der Schließriegel an der Tür. In bzw. Tür) befestigt.

der Schrankrückwand besitzt der Isolierkörper einen Im allgemeinen haben Schaumstoffkörper in ihrer Durchbruch 18 zum Einführen des Verdampfers. An oberflächennahen Schicht und in unmittelbarer Umden Seitenwänden sind Leisten 19 zur Auflage einer 35 gebung der Armierung eine wesentlich größere Dichte Tropfschale bzw. Roste vorgesehen. Als Armierung (kleinere Poren bei mindestens gleicher Wandstärke für dieses Gehäuse dient beim Gegenstand der Er- der Poren) als im Kern; oft bildet sich an der Oberfindung das in F i g. 9 dargestellte, nach Art eines fläche und um die Armierungsteile sogar ein zuVogelkäfigs kastenförmig ausgebildete Drahtgerüst, sammenhängender Film. Das wird dadurch verdas im wesentlichen aus Drahtgittern der in F i g. 3 40 ursacht, daß der Schaum an der Formoberfläche und dargestellten Art zu der gezeigten Raumform zusam- an eingelegten Metallkörpern (Armierung) besonders mengefügt ist. Die Drähte 22 sind in diesem Fall je schnell erstarrt und daß namentlich flüssig verzu einem viereckigen Rahmen gebogen und an den arbeitete Schäume an der Form und der Armierung Stoßstellen durch elektrische Punktschweißung mit haften. Diese verdichtete Schicht trägt zur Steigeden Querriegeln 23 verbunden. Zur Versteifung der 45 rung der Festigkeit, der Oberflächenhärte und des Kanten können besondere Vorstärkungsdrähte 24 Diffusionswiderstandes (d. h. zur Verringerung der vorgesehen sein. In den Fig. 10 und 11 ist die Gasdurchlässigkeit) bei.

Ausführung dieser Verstärkungsdrähte24 größer her- Ein zusätzlicher Oberflächenschutz ist wie bei ausgezeichnet. Die Drähte 22 liegen dicht unter der nicht armierten Schaumstoffkörpern z. B. durch Anstrichpunktiert angedeuteten Oberfläche 21 des 50 strich oder Aufkleben von Folien möglich. Eine Schaumstoffkörpers. Die zur Kantenversteifung die- schützende Folie kann auch in bekannter Weise nenden Drähte 24 werden ebenfalls durch Quer- dadurch aufgebracht werden, daß die Folie vor dem drähte 25 verbunden, die auch dazu dienen, die Schäumprozeß in die Form gelegt wird. Das hat den · Versteifung mit den Drähten 22 zu verschweißen. Vorteil, daß der fertige Schaumstoffkörper leicht aus Fig. 11 zeigt perspektivisch eine Kante vor dem 55 der Form herauszunehmen ist. Armierte Schaum-Anbringen der Versteifung und die Versteifung stoßkörper können in besonders einfacher Weise selbst. dadurch mit einer (z. B. gasdichten) Folie versehen Oft wird es zur Versteifung von Kanten und werden, daß die Folie vor dem Schäumprozeß auf Ecken gemäß Fig. 12 genügen, einzelne Drähte 26 dem als Armierung dienenden Gitterwerk (Käfig) oder 27 an die Längsdrähte 22 zu heften. In Fig. 12 60 befestigt wird. Insbesondere, wenn hierzu eine nur sind die Verbindungsstellen zwischen den Drähten wenig dehnbare Folie (z. B. aluminiumbeschichtetes und 26 bzw. 27 durch ausgefüllte Kreise 23 kennt- Papier) verwendet wird, ist es zweckmäßig, die Folie lieh gemacht. leicht lösbar, gegebenenfalls nur an wenigen Stellen. Wenn eine Kanten- und Eckenversteifung nicht auf die Armierung zu kleben, damit sie sich beim erforderlich ist, können die einzelnen Teile des 65 Schäumen ohne Beschädigung von der Armierung Käfigs ohne besondere Verbindung untereinander in lösen und an die Form anlegen kann, die Schäumform gebracht werden oder auch nur Die vorbereitenden Arbeitsgiinge für ein besonders leicht (z. B. durch verdrillten Bindedraht) mitein- einfaches und für die Serienfertigung geeignetes Vor

fahren zum Anbringen einer schützenden Folie sind in den Fig. 17 und 18 schematisch dargestellt. Die Deckfolie für den in Fig. 15 gezeigten Schaumstoffkörper wird gemäß Fig. 16 als kastenförmiger Beutel (z. B. aus einem gasdichten Kunststoff) durch Kleben, Schweißen oder Tiefziehen aus einem oder mehreren Stücken hergestellt. Die Deckfolie hat mindestens die Tiefe des als Armierung dienenden Drahtkorbes; ihre Länge und Breite sind dagegen etwas kleiner. Die Deckfolie 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 Schaumstoffkörpei (Fig. 15) und braucht nicht in allen Einzelheiten mit dessen Gestalt übereinzustimmen. Wenn der Hohlraum 42 zwischen der Deckfolie 39 und der Form 40 durch den Stutzen 43 evakuiert wird, dehnt sich die Deckfolie und legt sich annähernd an die Oberfläche der Form an. In diesem Zustand kann der zur Armierung des Schaumstoffkörpers dienende Drahtkorb 44 leicht in die mit der Deckfolie 39 ausgekleidete Form 40 gelegt werden. Wenn nun wieder Luft in den Hohlraum ,42 gelassen wird, legt sich die Deckfolic 39 fest um den Drahtkorb 44. Freie Drahtenden und scharfe Kanten der Armierung können durch aufgelegte oder angeklebte Papierstreifen od. 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 Schäumform. Der nur bei der Verarbeitung benötigte Flansch 45 der Folie 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 Schäumform zu verhindern.

Kühlmöbel mit an sich bekannten magnetischen Dichtungen müssen an dem Türrahmen 41 (oder — falls die Magnetdichtung am Rahmen befestigt ist — an der Tür) eine ferromagnetische Deckschicht · haben. Wie eine solche Schicht — z. B. aus Stahlblech — bei der oben beschriebenen Bauweise angeordnet werden kann, zeigen die Fig. 19 und 20, in denen Schnitte durch zwei verschiedene Türrahmen dargestellt sind.

Die Wand46 des Kühlmöbels ist in Fig. 19 nur außen, in Fig. 20 außen und innen durch eingelegte Armierungen 47 verstärkt. Dafür ist die innere Oberfläche in Fig. 19 mit Kunststoff (»Zelle« 48) verkleidet, der fest mit dem Schaumstoff verbunden ist. Die im Türrahmen angeordnete ferromagnetische Leiste (aus Stahlblech), auf welche sich die an der Tür 49 befestigte Magnetdichtung 50 legt, ist in Fig. 19 als flache Stahlbandleiste 51, in Fig. 20 als Winkel 52 ausgebildet. Die Stahlbandleisten 51 (bzw. der Winkel 52) sind durch angeschweißte Drähte 53 mit Armicrungsdrähten 54 verbunden. 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 Magnetdichtung zusammenarbeitende Fläche des Rahmens möglichst gut eben wird, kann die Stahlbandleistc 51 (bzw. der Winkel 52) in der Schäumform mit magnetischen Mitteln festgehalten werden. Dazu können in der Schäumform Dauermagnete (Einzelmagnete oder Magnetband) vorhanden sein, vorzugsweise aber auch (zum leichteren Herausnehmen des fertigen Gehäuses aus der Form) Elektromagnete. Damit die Stahlbandleiste 51 (bzw. der Winkel 52) sich der Gestalt des entsprechenden Teils der Schäumform — nämlich der magnetischen Spannvorrichtung — leicht anpassen kann, können die Armierungsdrähte 54 in Längsrichtung unterbrochen sein, beispielsweise derart, daß jeder Teilabschnitt der Drähte 54 nur mit einem der Drähte 54 zu verbinden ist.

In Schaumstoffkörpern ohne schützende Deckfolie 39 kann die Armierung entweder so angeordnet sein, daß sie stellenweise 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 dem Einschäumen mit einem schützenden Überzug (Anstrich, Kunststoffbezug) versehen werden, der durch entsprechende Färbung auch noch eine dekorative Wirkung hat. Völlige Bedeckung der Armierung durch den Schaumstoff wird dadurch erreicht, daß die Armierung in der Schäumform entsprechend gehalten wird. Dazu können beispielsweise Beilagen aus Kunststoff (z. B. Folien, Platten, Schaumstoffformkörper) dienen, die mit eingeschäumt werden. Damit nur wenige solche Beilagen benötigt werden, kann die Armierung an einzelnen Auflagepunkten in Richtung zur Oberfläche durchgeprägt sein.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Zur Wärmeisolierung dienender, vorzugsweise kastenförmiger, aus starrem Kunststoffschaum bestehender Isolierkörper mit zur Versteifung dienender, der Schaumkörperform angepaßter, beispielsweise aus Drahtgewebe bestehender innerer Armierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (2) in der Nähe der äußeren und/oder inneren Oberfläche (21, 29) des Isolierkörpers liegt und im Bereich einer Isolierkörperkante zur Versteifung als ungeteilte, abgewinkelte Wand ausgeführt ist.

2. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaumkörper eine seiner Kastenform angepaßte, einen zusammenhängenden Käfig bildende Armierung besitzt.

3. Isolierkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Oberflächenverstärkung dienende Armierung (2) einen vorzugsweise durch Schweißung zusammengefügten Käfig bildet.

4. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Oberflächenverstärkung dienende Armierungskäfig U- oder kastenförmige Raumform besitzt oder aus L-förmigen Raumformen zur Kastenform zusammengesetzt ist.

5. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (2) aus einem Drahtgitterkäfig oder Kunstsloflstreckkörpern besteht bzw. aus Slreckmetallplatten zusammengesetzt ist.

6. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drahtgitterkäfig an seinen Kanten durch ebenfalls als Drahtgitter ausgeführte Teile versteift ist.

7. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der zur Oberflächenverstärkung dienenden Armierung (2) aus dem Schaumstoff (1) nach außen ragende Beschlagteile befestigt sind.

8. Isolierkörper nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Oberflächenverstärkung dienende Armierung (2) selbst stellenweise an der Oberfläche des Schaumstoffkörpers freiliegt.

9. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung durch vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Halter innerhalb der Schäumform an

der ihrer späteren Lage im Schaumstoff entsprechenden Stelle gehalten wird.

10. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Schaumstoffobcrfläche nach außen hin abschließende Deckfolie (39) verwendet wird.

11. Isolierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach außen hin ragende Beschlagteile (z. B. eine Stahlbandleiste (51) im Türrahmen für die magnetische Dichtung) eine mit dem Käfig nur an einzelnen Punkten verbundene weit verzweigte und vor dem Einschäumen leicht verformbarc Armierung (Drahtgitter, Streckmetall od. dgl.) erhalten und daß diese Beschlagteile beim Schäumen mit besonderen Mitteln (insbesondere magnetischen oder elektromagnetischen Mitteln) gehalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 109 ART "¹O