DE19906774A1 - Heat insulation element comprises a honeycomb structure (1) which is under vacuum, and is surrounded on all sides with a cover (3) impermeable to gases - Google Patents

Heat insulation element comprises a honeycomb structure (1) which is under vacuum, and is surrounded on all sides with a cover (3) impermeable to gases

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    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F16L59/065—Arrangements using an air layer or vacuum using vacuum

Abstract

The heat insulation element comprises a honeycomb structure (1) which is under vacuum, and is surrounded on all sides with a cover (3) impermeable to gases. Also claimed is a method for producing such an element. It involves production of a honeycomb structure with at least one cover layer, provision of an all-sided cover impermeable to gases, and at least partial removal of air from the honeycomb structure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmedämmkörper mit einer Waben­ struktur, die durch Deckschichten formstabilisiert ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Wärmedämmkörpers.The invention relates to a thermal insulation body with a honeycomb structure that is dimensionally stabilized by cover layers. The invention also relates to a method for producing this thermal insulation body.

Wabenstrukturkörper zeichnen sich durch eine allseitig hohe Druckfestigkeit und Biegefestigkeit bei sehr geringem Gewicht aus. Die Wärmedämmeigenschaft ist ebenfalls gut, da ein hoher Volumen­ anteil der Wabenstruktur durch Luft ausgefüllt ist.Honeycomb structures are characterized by a high height on all sides Compressive strength and bending strength with a very low weight. The thermal insulation property is also good because of its high volume part of the honeycomb structure is filled with air.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmedämm­ körper mit einer durch Deckschichten formstabilisierten Wabenstruk­ tur zu schaffen, der verbesserte Wärmedämmeigenschaften hat. Ins­ besondere soll auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Wäbenkörpers mit verbesserter Wärmedämmungseigenschaft geschaffen werden. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.The invention has for its object a thermal insulation body with a honeycomb structure stabilized by cover layers to create tur, which has improved thermal insulation properties. Ins A method for producing this honeycomb body is also said to be special can be created with improved thermal insulation properties. Further Advantages result from the following description.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Wärmedämmkörper erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dämmkörper allseitig eine gasundurchlässige Hülle trägt und die Waben der Wabenstruktur unter Vakuum stehen. Durch die gas- bzw. luftdichte Hülle wird der Waben­ strukturkörper evakuierfähig, so daß es möglich ist, die Luft aus der Wabenstruktur zu entfernen und dadurch die Wärmedämmeigenschaft wesentlich zu verbessern. Die Vakuumwabenstruktur leitet je nach Güte des Vakuums die Wärme bis zu 6 mal schlechter als übliche Wärmedämmstoffe, wie z. B. Mineralfaserstoffe oder Kunststoffschaum­ stoffe. Wesentlich ist hierbei, daß die mechanischen Eigenschaften der Wabenstrukturkörper, d. h. u. a. ihre Druck- und Biegefestigkeit durch die erfindungsgemäße Hülle und das Vakuum nicht beeinträchtigt werden. Der erfindungsgemäße Dämmkörper kann daher gleichzeitig tragende und wärmedämmende Funktionen übernehmen. Dies ermöglicht eine beträchtliche Raumersparnis bei Konstruktionen, wo tragende und wärmedämmende Werkstoffe nebeneinander eingesetzt werden müssen.This task is in the thermal insulation body mentioned solved according to the invention in that the insulating body on all sides gas-impermeable shell and the honeycomb structure of the honeycomb Stand vacuum. The honeycomb is formed by the gastight or airtight envelope structural body evacuable, so that it is possible to get the air out remove the honeycomb structure and thereby the thermal insulation property to improve significantly. The vacuum honeycomb structure depends on Goodness of the vacuum the heat up to 6 times worse than usual Thermal insulation materials, such as. B. mineral fibers or plastic foam fabrics. It is essential here that the mechanical properties the honeycomb structure, d. H. u. a. their compressive and flexural strength not affected by the envelope and vacuum according to the invention  become. The insulating body according to the invention can therefore simultaneously take on load-bearing and heat-insulating functions. this makes possible a considerable space saving in constructions where load-bearing and heat-insulating materials must be used side by side.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämmkörpers sind die Waben der Wabenstruktur gasströmungsmäßig ver­ bunden. Dadurch besteht nicht nur in allen Waben ein gleicher Unter­ druck, sondern die Luftabsaugung in einer Wabe ermöglicht es, die gesamte Wabenstruktur zu evakuieren.In a preferred embodiment of the invention Insulating body, the honeycombs of the honeycomb structure are ver gas flow bound. This means that there is not only one sub in all honeycombs pressure, but the air extraction in a honeycomb allows the evacuate entire honeycomb structure.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers besteht die Wabenstruktur aus einer luftdurchläs­ sigen, faserartigen Kunststofffolie. Diese Kunststofffolie ist von Haus aus luftdurchlässig, so daß bei der Evakuierung in einer Wabe die Luft aus den anderen Waben durch die Wabenwandungen hindurch zur Evakuierungsstelle strömen kann.In the preferred embodiment of the invention Thermal insulation, the honeycomb structure consists of an air permeable sigen, fibrous plastic film. This plastic film is from House made of breathable, so that when evacuating in a honeycomb the air from the other honeycombs through the honeycomb walls can flow to the evacuation point.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht die Wabenstruktur aus einer luftundurchlässigen, gelochten oder perforierten Kunst­ stofffolie. In diesem Falle kann die Luft bei Evakuierung durch die Löcher in den Wabenwandungen zur Evakuierungsstelle strömen, so daß ebenso wie bei der an sich luftdurchlässigen Wabenwandung eine schnelle Evakuierung der gesamten Struktur möglich ist.In another embodiment, the honeycomb structure is made from an airtight, perforated or perforated art fabric film. In this case, the air can escape through the holes in the honeycomb walls flow to the evacuation point, so that just like the air-permeable honeycomb wall rapid evacuation of the entire structure is possible.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers sind zwischen der Wabenstruktur und wenigstens einer der Deckschichten Gasströmungskanäle für die Verbindung der Wabenhohlräume ausgebildet. Diese Gasströmungskanäle ergeben sich, wenn die Deckschicht nur teilweise, z. B. punkt- oder streifenweise mit der Stirnseite der Wabenstruktur verklebt ist. Die Deckschicht kann zudem innenseitig Rillen aufweisen, die nach der Klebeverbin­ dung mit der Wabenstruktur als Strömungskanäle für die Luft dienen. In a further embodiment of the invention Thermal insulation body are between the honeycomb structure and at least one of the top layers gas flow channels for connecting the Honeycomb cavities formed. These gas flow channels arise if the cover layer is only partially, e.g. B. point or strip is glued to the end face of the honeycomb structure. The top layer can also have grooves on the inside after the adhesive bond with the honeycomb structure serve as flow channels for the air.  

Vorzugsweise besteht die gasundurchlässige Hülle des Dämmkör­ pers aus Kunststoff- oder Metallfolie. Wesentlich ist, daß die Hülle gänzlich luftdicht ist und diese Eigenschaft auch über lange Zeiten behält, da sonst die hervorragende Wärmedämmeigenschaft des Dämm­ körpers mit der Zeit nachläßt.The gas-impermeable casing of the insulating body is preferably present pers made of plastic or metal foil. It is essential that the envelope is completely airtight and this property even over long periods retains, otherwise the excellent thermal insulation properties of the insulation body wears off over time.

Die Aufgabe wird ferner verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß man a) aus Kunststofffolie einen der Form des Dämmkörpers angepassten Wabenstrukturkörper bildet, b) aus dem Wabenstrukturkörper durch Aufbringen wenigstens einer Deckschicht einen formstabilen Waben­ körper mit gasströmungsmäßig verbundenen Waben bildet, c) den form­ stabilen Wabenkörper mit einer luftdichten Hülle versieht, und d) die Luft aus dem Wabenkörper wenigstens teilweise entfernt. Der Wabenstrukturkörper hat bereits die Form des herzustellenden Dämm­ körpers, d. h. die Wabenstruktur wird aus einer Folge von Folienzu­ schnitten hergestellt, deren Abmessungen sich von Zuschnitt zu Zu­ schnitt so ändern, daß sich nach ihrer Verbindung und Expansion des gebildeten Hobekörpers die gewünschte Dämmkörperform ergibt. Die die Waben abdeckenden Deckschichten sind ebenfalls entsprechend dem zu bildenden Dämmkörper vorgeformt, so daß sich eine formschlüssige Verbindung zwischen den Deckschichten und dem Wabenstrukturkörper ergibt. Die Gasströmungsverbindung zwischen den Waben des Wabenkör­ pers kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden, wie oben ausgeführt wurde, nämlich durch die Luftdurchlässigkeit der Waben­ wandungen an sich, durch Löcher bzw. Perforierung der Wabenwandun­ gen, durch Strömungskanäle zwischen Wabenstruktur und Deckschicht(en) oder auch durch poröse, luftdurchlässige Deckschichten. Durch die luftdichte Hülle wird der Wabenkörper evakuierfähig. Durch das Vaku­ um in den Waben wird die Wärmeleitung durch die Körper stark herab­ gesetzt, und zwar senkrecht zu den Waben stärker als in Richtung der Waben.The task is also solved procedurally in that one a) a plastic film adapted to the shape of the insulating body Forms honeycomb structure, b) from the honeycomb structure Applying at least one cover layer a dimensionally stable honeycomb forms with honeycombs connected by gas flow, c) the shape provides a stable honeycomb body with an airtight shell, and d) the air is at least partially removed from the honeycomb body. The The honeycomb structure already has the shape of the insulation to be produced body, d. H. the honeycomb structure becomes a series of foils cuts made, whose dimensions vary from cut to cut cut so that after their connection and expansion the formed lifting body results in the desired insulation body shape. The the honeycomb covering layers are also in accordance with the pre-formed insulating body so that there is a positive Connection between the cover layers and the honeycomb structure results. The gas flow connection between the honeycombs of the honeycomb body pers can be implemented in different ways, as above was carried out, namely through the air permeability of the honeycomb walls per se, through holes or perforations in the honeycomb walls through flow channels between the honeycomb structure and the top layer (s) or also through porous, air-permeable cover layers. Through the The honeycomb body becomes airtight and can be evacuated. By the vacuum In the honeycomb, the heat conduction through the body is greatly reduced set, perpendicular to the honeycomb stronger than in the direction of Honeycomb.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zieht man die Hülle in Form einer Folientasche über den Wabenkörper und versiegelt die Tasche. Nach der Evakuierung des Wabenkörpers wird die Folientasche dicht an die Oberfläche des Wabenkörpers ge­ preßt. Der Verschluß der Absaugöffnung in der Hülle kann durch Verkleben oder Verschweißen erfolgen.In one embodiment of the method according to the invention you pull the cover in the form of a film pocket over the honeycomb body  and seals the bag. After the honeycomb body was evacuated the foil pocket is ge close to the surface of the honeycomb body presses. The closure of the suction opening in the case can be Glue or weld.

Bei einer anderen Ausführungsform bildet man die Hülle durch Tauchen des Wabenkörpers in eine Kunststoffdispersion oder -lösung und anschließendes Härten des aufgebrachten Kunststofffilms. Dabei sind die Viskosität des Tauchbades und die Tauchzeit so einzustellen, daß sich der Wabenkörper allseitig mit einem ausreichenden Disper­ sions- bzw. Lösungsfilm überzieht, die Dispersion bzw. Lösung aber nicht durch vorhandene Spalte im Wabenkörper in die Waben eindringen kann.In another embodiment, the envelope is formed Dip the honeycomb body in a plastic dispersion or solution and then curing the applied plastic film. Here the viscosity of the immersion bath and the immersion time must be set so that the honeycomb body on all sides with a sufficient disper sions- or solution film, but the dispersion or solution do not penetrate the honeycomb through existing gaps in the honeycomb body can.

Zweckmäßig führt man zur Evakuierung eine Saugnadel durch die geschlossene Hülle in den Wabenkörper ein, saugt die Luft aus dem Wabenkörper ab und verschließt das Einführungsloch in der Hülle, nachdem man die Saugnadel zurückgezogen hat. Andere Evakuierungs­ methoden sind gleichfalls anwendbar.Appropriately, a suction needle is led through the for evacuation closed shell in the honeycomb body, sucks the air out of the Honeycomb body and closes the insertion hole in the shell, after pulling the sucker back. Other evacuation methods are also applicable.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung noch näher erläutert, die eine perspektivische Darstellung eines einfachen Wärmedämmkör­ pers zeigt.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which is a perspective view of a simple thermal insulation pers shows.

Die Figur zeigt einen flachen, rechteckigen Wärmedämmkörper in perspektivischer Darstellung, wobei ein Teil der Hülle 3 und der oberen Deckschicht 2 weggelassen ist, um die hexagonale Wabenstruk­ tur 1 sichtbar zu machen. Die Wabenstruktur 1 ist ober- und unter­ seitig mit Deckschichten 2 verbunden, wodurch die Struktur 1 ihre Formstabilität erhält. Die Wabenstruktur 1 ist aus einer luftdurch­ lässigen, faserigen Kunststofffolie gebildet, so daß sich bei Unter­ druck in einer Wabe eine Luftströmung durch die Wabenwandungen zur Ansaugstelle hin ausbilden kann. Es ist auch möglich, die Luftver­ bindung zwischen den einzelnen Waben der Struktur 1 auf andere Weise herzustellen, z. B. durch Lochung der Wabenwandungen oder Verbindungs­ kanäle an der Unterseite der Deckschichten 2 oder durch nur punktu­ elle Verbindung der Deckschichten 2 mit der Struktur 1.The figure shows a flat, rectangular thermal insulation body in perspective, with a part of the shell 3 and the upper cover layer 2 is omitted to make the hexagonal honeycomb structure 1 visible. The honeycomb structure 1 is connected on the upper and lower sides to cover layers 2 , as a result of which the structure 1 maintains its dimensional stability. The honeycomb structure 1 is formed from an air-permeable, fibrous plastic film, so that an air flow through the honeycomb walls to the suction point can form under vacuum in a honeycomb. It is also possible to make the air connection between the individual honeycombs of the structure 1 in another way, for. B. by perforating the honeycomb walls or connecting channels on the underside of the cover layers 2 or by only Punktu elle connection of the cover layers 2 with the structure. 1

Auf den so aus der Wabenstruktur 1 und den Deckschichten 2 ge­ bildeten Wabenkörper ist eine Hülle 3 aufgebracht, die den Waben­ körper allseitig luftdicht abschließt und im wesentlichen form­ schlüssig, d. h. faltenfrei an der Oberfläche des Wabenkörpers an­ liegt. Nachdem dieser umhüllte Körper 1, 2,3 fertiggestellt ist, erfolgt die Evakuierung. Hierzu wird die Hülle 3 an einer geeigne­ ten Stelle, z. B. in der Mitte der Oberseite mit einer Saugnadel durchstochen und an das Innere des Körpers Vakuum angelegt. Nach Erreichen des gewünschten Unterdrucks wird die Saugnadel (nicht dargestellt) aus dem Körper zurückgezogen und dabei das Einstech­ loch verschlossen.On the so formed from the honeycomb structure 1 and the cover layers 2 ge honeycomb body, a shell 3 is applied, which seals the honeycomb body on all sides and is essentially form-fitting, ie wrinkle-free on the surface of the honeycomb body. After this covered body 1 , 2 , 3 is completed, the evacuation takes place. For this purpose, the shell 3 at a suitable point, z. B. pierced in the middle of the top with a sucker and vacuum applied to the inside of the body. After reaching the desired negative pressure, the suction needle (not shown) is withdrawn from the body and the puncture hole is closed.

Als Folienmaterial für die Hülle kann Polyethylen, Polypropy­ len, Leichtmetall (Aluminium) oder Stahl dienen. Die Dicke des Fo­ lienmaterials kann z. B. 50 µm betragen. Der Unterdruck in den Waben kann in dem Bereich von 1 bis 400 mbar, vorzugsweise von 10 bis 100 mbar liegen.Polyethylene, polypropy len, light metal (aluminum) or steel. The thickness of the Fo lien material z. B. 50 microns. The negative pressure in the honeycomb can range from 1 to 400 mbar, preferably from 10 to 100 mbar.

Claims (10)

1. Wärmedämmkörper mit einer Wabenstruktur, die durch Deck­ schichten formstabilisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmkörper allseitig eine gasundurchlässige Hülle (3) trägt und die Waben der Wabenstruktur (1) unter Vakuum stehen.1. Thermal insulation body with a honeycomb structure, which is dimensionally stabilized by cover layers, characterized in that the insulating body carries a gas-impermeable shell ( 3 ) on all sides and the honeycombs of the honeycomb structure ( 1 ) are under vacuum. 2. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waben der Wabenstruktur (1) gasströmungsmäßig verbunden sind.2. Thermal insulation body according to claim 1, characterized in that the honeycombs of the honeycomb structure ( 1 ) are connected in terms of gas flow. 3. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wabenstruktur (1) aus einer luftdurchlässigen faser­ artigen Kunststofffolie besteht.3. Thermal insulation body according to claim 1 or 2, characterized in that the honeycomb structure ( 1 ) consists of an air-permeable fiber-like plastic film. 4. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wabenstruktur (1) aus einer luftundurchlässigen, ge­ lochten Kunststofffolie besteht.4. Thermal insulation body according to claim 1 or 2, characterized in that the honeycomb structure ( 1 ) consists of an air-impermeable, perforated plastic film. 5. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wabenstruktur (1) und wenigstens einer der Deckschichten (2) Gasströmungskanäle zur Verbindung der Waben untereinander ausgebildet sind.5. Thermal insulation body according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the honeycomb structure ( 1 ) and at least one of the cover layers ( 2 ) gas flow channels are formed for connecting the honeycomb to one another. 6. Wärmedämmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (3) aus Kunststoff- oder Metallfolie besteht. 6. Thermal insulation body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sheath ( 3 ) consists of plastic or metal foil. 7. Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) aus einer Kunststofffolie einen der Form des Dämmkörpers angepaßten Wabenstrukturkörper bildet,
  • b) aus dem Wabenstrukturkörper durch Aufbringen wenigstens einer Deckschicht einen formstabilen Wabenkörper mit gasströmungs­ mäßig verbundenen Waben bildet,
  • c) den formstabilen Wabenkörper mit einer luftdichten Hülle versieht, und
  • d) die Luft aus dem Wabenkörper wenigstens teilweise entfernt.
7. A method for producing a heat insulation body according to one of claims 1 to 6, characterized in that
  • a) forms a honeycomb structure body adapted to the shape of the insulating body from a plastic film,
  • b) forms a dimensionally stable honeycomb body with honeycomb-moderately connected honeycombs from the honeycomb structural body by applying at least one cover layer,
  • c) provides the dimensionally stable honeycomb body with an airtight shell, and
  • d) the air is at least partially removed from the honeycomb body.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hülle in Form einer Folientasche über den Wabenkörper zieht und versiegelt.8. The method according to claim 7, characterized in that one pulls the cover in the form of a film pocket over the honeycomb body and sealed. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hülle durch Tauchen des Wabenkörpers in eine Kunststoffdisper­ sion oder -lösung und anschließendes Härten des aufgebrachten Films bildet.9. The method according to claim 7, characterized in that one the shell by immersing the honeycomb body in a plastic disper sion or solution and then curing the applied film forms. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man eine Saugnadel durch die geschlossene Hülle in den Wabenkörper einführt, die Luft aus dem Wabenkörper absaugt und das Einführungsloch nach dem Zurückziehen der Saugnadel verschließt.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized records that a suction needle through the closed sheath in introduces the honeycomb body, sucks the air out of the honeycomb body and closes the insertion hole after pulling back the suction needle.
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