DE202010007944U1

DE202010007944U1 - Isoliermaterial

Info

Publication number: DE202010007944U1
Application number: DE201020007944
Authority: DE
Original assignee: Gummi Welz GmbH and Co KG
Current assignee: Gummi Welz GmbH and Co KG
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: DE102011050784A1; EP2402523A2; EP2402523A3

Abstract

Isoliermaterial, bestehend aus einer Materiallage (2) mit durch Verformung gebildeten becherförmigen Vertiefungen (4), wobei die Außenwände (8) benachbarter becherförmiger Vertiefungen (4) durch Verbindungsstege (12) verbunden sind, die mit den Außenwänden (8) durch die Verformung integriert ausgebildet sind und sich durchgehend von der Oberfläche der Materiallage (2) bis zu der Tiefe der becherförmigen Vertiefungen (4) erstrecken, und wobei die Verbindungsstege (12) und Außenwände (8) der Vertiefungen (4) jeweils Kammern (14) umgrenzen, deren Boden durch die Materiallage (2) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Isoliermaterial.
Isoliermaterialien dienen zur Isolierung gegen Lärm und ungewünscht tiefe oder hohe Temperaturen oder zu deren Dämmung. Sie kommen zum Einsatz in Gebäuden, z. B. bei der Kerndämmung (Hartschaumstoffplatten, etc.), in Fahrzeugen (Melamin-Aminoplast, Polyurethanschaum), beim Transport von Lebensmitteln, Medikamenten und dergleichen (Polystyrolhartschaum bzw. Styropor) und bei vielen anderen Orten und Gelegenheiten. Entsprechend der vielseitigen und verbreiteten Verwendung von Isoliermaterialien ist es wichtig, dass diese kostengünstig herstellbar sind. Außerdem sollen sie einfach und möglichst aus nachwachsenden Rohstoffen herstellbar sein. Sie sollen des Weiteren möglichst ein geringes Gewicht haben.
Im Fahrzeugbau werden beispielsweise für die Isolierung zwischen Außenblech und Innenverkleidung neben Melaminharzen Schaumstoffe eingesetzt. Bis zur einbaufertigen Isolierlage sind mehrere Schritte erforderlich. Der durch den Schaumprozess aus einem aus Erdöl gewonnenen Ausgangsmaterial hergestellte Schaumstoffblock muss auf die benötigte Dicke zugeschnitten und die so gebildete Lage dann gerollt oder zu Platten verarbeitet werden. Anschließend wird die Lage kaschiert. Ein schnellerer Herstellungsprozess ist wünschenswert, ebenso eine umweltfreundliche Alternative mit nachwachsenden Rohstoffen.
Bei Möbeln, Türen, Sportgeräten wie Snowboards, Flugzeugen und Gebäudewänden beispielsweise werden Schichten bzw. Lagen mit Wabenstruktur zur Aussteifung, Gewichtseinsparung oder Wärmedämmung eingesetzt. Die Waben-Lagen sind beidseits mit Außenlagen versehen. Üblicherweise geschieht die Herstellung in mehreren Schritten und mit Lagen begrenzter Abmessung.
Aus der DE 40 17 852 A1 ist eine Metallplatte mit Wabenstruktur bekannt, bei der die Waben mindestens einseitig durch eine Deckschicht geschlossen sind. Die Deckschicht wird mit Über- oder Unterdruck in Formschluss mit der Zellenwandung aufgebracht. Der so gebildete Sandwich-Körper kann z. B. zu halbzylindrischen Formkörpern umgeformt werden, sofern er ein warmhärtbares Bindemittel enthält.
In der DE 100 02 533 A1 ist die Herstellung einer Kunststoffwabe beschrieben, die aus Kunststoff extrudiert ist. Die Wabenstrukturen können beim Extrudieren geformt werden, wobei zunächst bandartige rechteck-, rundwellen- oder trapezwellenförmige Stränge, sozusagen Halbwaben, produziert werden. Zur Bildung einer Kunststoffwabe werden die einzelnen Wabenstege der Halbwaben an bestimmten Stegabschnitten durch Schweißen, Nieten, etc. unlösbar verbunden. Durch Einmischen von Zusatzstoffen wie Glasfasern, Farben, etc. in einzelne Kunststoffstränge können in bestimmten Abschnitten gewünschte Wabenstruktureigenschaften erreicht werden.
Bei einem Sandwichelement gemäß DE 10 2004 024 878 A1 ist eine Mittellage vorgesehen, die in einem Arbeitsschritt unter Anwendung eines Umformverfahrens (Tiefziehen, Pressen, Walzen) aus Blech oder verformbaren Kunststoffplatten hergestellt wird. Die Mittellage ist nicht als Wabenkonstruktion ausgeführt, sondern in Form eines periodisch wiederkehrenden zweifach gekrümmten Schalentragwerks mit gegensinnigen Hauptkrüm mungen, wodurch eine größere Klebefläche zwischen der Mittellage und den beiden Deckschichten vorliegt.
Ein aus der WO 2008/141689 A1 bekannter Wabenkörper, dessen Waben vier-, sechs-, achteckig oder kreisförmig sein können, umfasst einen Kern mit dicht abschließenden Deckschichten. Zur Herstellung des Wabenkörpers werden Platten aus z. B. vorimprägniertem Papier hergestellt, Halbwaben in diesen geformt und dann aus jeweils zwei Halbwabenplatten Wabenplatten gepresst oder zu diesen verklebt.
Eine Aussteifungsstruktur mit senkrecht angeordneten Aussteifungsstegen, die in der DE 44 27 920 A1 beschrieben ist, umfasst z. B. rechteckförmige Waben, deren Seitenmitten durch Aussteifungsstege verbunden sind. Die Aussteifungsstege sind rechtwinklig zu den Seitenwänden angeordnet. Damit sollen die Biegeeigenschaften der Aussteifungsstruktur verbessert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Isoliermaterial zur Verfügung zu stellen, das einfach und kostengünstig, auch als Endlosmaterial, zu fertigen ist und ein geringes Gewicht hat. Das Isoliermaterial soll aus erdölbasierten, aber auch aus nachwachsenden Rohstoffen herstellbar sein.
Diese Aufgabe ist bei einem Isoliermaterial mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Isoliermaterials sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft somit ein Isoliermaterial, bestehend aus einer Materiallage mit durch Verformung gebildeten becherförmigen Vertiefungen, wobei die Außenwände benachbarter becherförmiger Vertiefungen durch Verbindungsstege verbunden sind, die mit den Außenwänden durch die Verformung integriert ausgebildet sind und sich durchgehend von der Oberfläche der Materiallage bis zu der Tiefe der becherförmigen Vertiefungen erstrecken. Die Verbindungsstege und Außenwände der Vertiefun gen umgrenzen jeweils Kammern, deren Boden durch die Materiallage gebildet wird.
Unter ”becherförmige Vertiefungen” sollen alle Vertiefungen verstanden werden, die für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet sind, d. h. ein ausreichendes Luftvolumen aufnehmen können. Somit kommt es nicht auf die Gestalt eines Bechers an, sondern es können andere Wölbungen oder Vorsprünge mit Innenvolumen gewählt werden, etwa mit Kuppelform, Pyramidenstumpfform, Wabenform, Quaderform, etc. All diese und ähnliche Gestalten bzw. Formen sollen durch den Begriff Becherform umfasst sein, der für ein negatives Volumen-Relief steht.
Das erfindungsgemäße Isoliermaterial kann z. B. hergestellt werden, indem ein Ausgangsmaterial durch Verformen in einer Rollen- oder Plattenpresse, Tiefziehen oder Spritzen in eine Form gebracht wird, die genügend große Vertiefungen ”in Becherform” (z. B. wie eine Wabe, ein Kreis, ein Viereck, etc.) und durchgehend bzw. gleichmäßig hohe Kämme oder Berge aufweist, welche in gleicher Tiefe wie die ”Becherböden” enden. Das Isoliermaterial enthält somit auf beiden Seiten der Lage Kammern (auf einer Seite die Vertiefungen und auf der anderen Seite die Zwischenräume zwischen den Wänden der Vertiefungen), die nicht miteinander verbunden sind. Die Fertigung des in der Richtung der Flächenerstreckung luftdichten oder porösen Isoliermaterials kann in einem Schritt erfolgen. Es kann vorteilhaft ein bahnenförmiges bzw. Endlosmaterial hergestellt werden. Das Isoliermaterial kann auch in Plattenform hergestellt werden.
Die Vertiefungen und auch die Hohlräume zwischen den Wänden der Vertiefungen und den Verbindungsstegen auf der anderen Seite des Lagenmaterials enthalten den Isolator Luft. Die Verbindungsstege bzw. -wände zwischen den Vertiefungen stellen sicher, dass keine Luft die Materiallage in horizontaler Richtung, d. h. die Lagenschicht, durchdringen kann. Für bestimmte Anwendungen (Schallisolierung) kann das Material porös (nicht offen) gewählt werden. Den Abschluss des Isoliermaterials an den Außenflächen können beispielsweise zwei Bleche bilden, zwischen denen die Isoliermateriallage eingeschoben bzw. eingedrückt worden ist. Die mit der Isoliermateriallage in Kontakt stehenden Bleche dienen als deren Außenlage und schließen die Luftkammern in den becherförmigen Vertiefungen und den Zwischenräumen luftdicht ab. Die Isoliermateriallage kann auch selbst mit einer oder zwei Außenlagen dichtend abgedeckt sein. An den Schmalseiten ist aufgrund der Verbindungsstege bzw. -wände keine Abdeckschicht notwendig, da die Geometrie des Lagenkörpers bereits dem Luftaustausch eine Barriere setzt. Das erfindungsgemäße Material ist somit gut isolierend und hat relativ geringes Gewicht.
Die Gestalt der becherförmigen Vertiefungen kann vielfältig sein und ist, wie obenstehend bereits erörtert, keinesfalls auf eine Becherform als solche beschränkt. Ihre Tiefe bzw. die Lagendicke ist dadurch bestimmt, dass eine gewisse Isoliereigenschaft vorhanden sein soll, was ein bestimmtes Luftvolumen notwendig macht. Dieses ist selbstverständlich von der Gestalt der becherförmigen Vertiefungen als solcher unabhängig. Vielmehr kommt es auf das Volumen und die Flächendichte der Luftkammern an. Die Vertiefungen von zweckmäßigen Ausführungen des erfindungsgemäßen Isoliermaterials können polyedrisch, insbesondere wabenartig, sein. Die Vertiefungen anderer Ausführungen weisen eine zumindest bereichsweise gebogene, insbesondere zylindrische, Außenkontur auf. Die becherförmigen Vertiefungen können sich zum Boden hin verjüngen. Auch andere außer den vorbeschriebenen Konturen der Vertiefungen sind möglich. Für eine Abdichtung nach außen sind die Außenlagen notwendig und diese müssen hierzu in ausreichendem Kontakt mit den Verbindungsstegen bzw. -wänden und den ”Becherböden” stehen.
Die Gestalt der Verbindungsstege zwischen den Wandungen der Vertiefungen ist durch die Gestalt der Vertiefungen und auch durch die Flächendichte der becherförmigen Vertiefungen bestimmt. Ist die Flächendichte beispielsweise sehr hoch bzw. der Abstand der Wandungen der Vertiefungen sehr klein, ergeben sich beim Formen der Vertiefungen die Verbindungsstege durch geringe zusätzliche Formungsmaßnahmen, weil die Wandungen bei der Bildung der Vertiefungen in Kontakt geraten bzw. gebracht werden. Die Dicke der Verbindungsstege bzw. -wände kann sehr gering sein, da sie im Wesentlichen Barriereeigenschaft haben.
Wenn die Materiallage des erfindungsgemäßen Isoliermaterials flexibel ausgeführt ist, kann das Isoliermaterial an verschiedene Geometrien des zu isolierenden Gegenstandes angepasst werden.
Als Außenlage kann vorteilhaft eine Folie, insbesondere Aluminium- oder Polyurethanfolie, auch als selbstklebende Folie, oder ein Vlies, insbesondere Kohlefaservlies, vorgesehen sein. Wie bereits erwähnt, kann die Isoliermateriallage zwischen zwei Elementen leicht gepresst oder mit Kontakt eingebracht werden, wobei eine zusätzliche Außenlage entfällt. Für andere Anwendungen kann bei dem erfindungsgemäßen Isoliermaterial zumindest eine Außenlage eine Furnierlage, eine Platte aus insbesondere Holz, Gips (Rigips), Blech sein. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungen und Matrialien der Außenlagen beschränkt.
Die Materiallage des erfindungsgemäßen Isoliermaterials ist bei einer Ausführung der Erfindung aus Kunststoff, Fasermaterial, Stahl, Beton, Gummi oder Glas und/oder enthält Beimengungen von einem oder mehreren der vorgenannten Materialien. Das erfindungsgemäße Isoliermaterial ist nicht auf diese Materialien beschränkt.
Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung beschrieben. Diese Darstellung dient lediglich zu Veranschaulichungszwecken und soll die Erfindung nicht auf die konkret angegebenen Merkmalskombinationen einschränken. Es zeigen
1 eine Draufsicht einer Isoliermaterialplatte gemäß der Erfindung,
2 eine Seitenansicht der Isolierplatte von 1,
3 eine Schnittansicht längs Linie A-A in 1,
4 eine perspektivische Draufsicht der Isolierplatte von 1,
5 eine perspektivische Ansicht der Isolierplatte von 1 von unten.
Die Erfindung wird zunächst anhand von 1 erläutert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Isoliermaterials handelt es sich um einen rechteckförmigen Abschnitt eines faserhaltigen Kunststoffmaterials. Der Isoliermaterialabschnitt kann in dieser Form hergestellt worden sein. Üblicherweise wird er aus einer Endlosbahn des Isoliermaterials abgeschnitten sein. Der Isoliermaterialabschnitt besteht aus einer dünnen Platte 2. Diese enthält in regelmäßiger, dichter Anordnung (Längs- und Querreihen) becher- oder napfartige Vertiefungen 4 mit Zylindergestalt und ebenem Boden 6.
Wie die Schnittansicht von 3 zeigt, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dicke der Platte 2 geringer als die Dicke des Bodens 6. Dies kann aber auch anders sein, z. B. Platte und Boden gleich dick sein.
Der Außenwand 8 einer Vertiefung 4 liegen die Außenwände 8 jeweils vier benachbarte Vertiefungen 4 nahebei. Es sind die benachbarten Vertiefungen 4 derselben Längs- und Querreihe. Die Außenwände 8 der Vertiefungen 4 sind jeweils in Richtung der Längs- und Querreihen mit Außenstegen 10 ausgebildet, die sich von der Platte 2 bis zum Boden 6 der Vertiefungen 4 erstrecken. Wie die Schnittansicht von 3 im linken Teil und auch die perspektivische Ansicht von 5 zeigt, gehen die Außenstege 10 der Außenwände 8 benachbarter Vertiefungen 4 ineinander über und bilden Verbindungsstege 12, die somit mit den betreffenden Außenwänden 8 einstückig sind, siehe den rechten Teil von 3. Die durchgehenden Verbindungsstege 12 geben dem Isoliermaterial Formstabilität. Da die Vertiefungen 4 sehr dicht beieinander liegen, sind die Verbindungsstege 12 kurz, wie ebenfalls aus 3 und 5 ersichtlich ist. Die Verbindungsstege 12 von jeweils zwei benachbarten Vertiefungen 4 aus zwei Quer- und Längsreihen umgrenzen auf der Unterseite der Platte 2 jeweils eine Kammer bzw. einen Hohlraum 14, deren bzw. dessen Boden durch die Platte 2 gebildet wird.
Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Platte 2 aus Kunststoff und die Vertiefungen 4 sind eingepresst worden. Je nach der gewünschten Stabilität bzw. Flexibilität werden die Dicken der Platte 2 und der Außenwände 8 der Vertiefungen 4 und auch die Tiefe der Vertiefungen 4 gewählt. Letztere ist mitbestimmend für das Volumen des in der Platte 2 nach dem Aufbringen der Außenlagen, z. B. Folie, eingeschlossenen Luftvolumens.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4017852 A1 [0005]
- DE 10002533 A1 [0006]
- DE 102004024878 A1 [0007]
- WO 2008/141689 A1 [0008]
- DE 4427920 A1 [0009]

Claims

Isoliermaterial, bestehend aus einer Materiallage (2) mit durch Verformung gebildeten becherförmigen Vertiefungen (4), wobei die Außenwände (8) benachbarter becherförmiger Vertiefungen (4) durch Verbindungsstege (12) verbunden sind, die mit den Außenwänden (8) durch die Verformung integriert ausgebildet sind und sich durchgehend von der Oberfläche der Materiallage (2) bis zu der Tiefe der becherförmigen Vertiefungen (4) erstrecken, und wobei die Verbindungsstege (12) und Außenwände (8) der Vertiefungen (4) jeweils Kammern (14) umgrenzen, deren Boden durch die Materiallage (2) gebildet wird.
Isoliermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Verbindungsstege (12) durch die Flächendichte der becherförmigen Vertiefungen (4) bestimmt ist.
Isoliermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial bahnenförmig ist.
Isoliermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial in Form von Platten vorgesehen ist.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage durch Verformen in einem Schritt hergestellt worden ist.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage flexibel ausgeführt ist.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage aus Kunststoff, Gummi, Fasern, Stahl, Aluminium, Beton, oder Glas ist oder Beimengungen von einem oder mehreren der vorgenannten Materialien enthält.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die becherförmigen Vertiefungen polyedrisch, insbesondere wabenartig, sind.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die becherförmigen Vertiefungen (4) zumindest bereichsweise eine gebogene Außenkontur aufweisen, insbesondere zylindrisch sind.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die becherförmigen Vertiefungen zum Boden hin verjüngen.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage mit mindestens einer dichtend aufliegenden Außenlage versehen ist.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Außenlage eine insbesondere selbstklebende Folie, insbesondere Aluminium- oder Polyurethanfolie, oder ein Vlies, insbesondere Kohlefaservlies, ist.
Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Außenlage eine Furnierlage, eine Platte aus insbesondere Holz, Gips (Rigips), Blech ist.