-
Die Erfindung betrifft einen Isolierkörper zur abnehmbaren Anordnung an einem Wärmespeicher, insbesondere an einem Heißwasserspeicher, mit einem dicht am Wärmespeicher anlegbaren Isoliermantel aus einem wärmedämmenden Material, und einer den Isoliermantel umschließenden Außenhülle mit einer aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Deckschicht.
-
Aus der
DE 102 37 362 D4 ist ein zylindrischer Speicherbehälter mit einer die Behälterwand rundum umgebenden Wärmedämmschicht bekannt. Die Wärmedämmschicht ist mit einer festeren Hüllschicht ummantelt, welche üblicherweise erst dann um den Speicherbehälter gelegt wird, wenn der Speicherbehälter beim Endverbraucher aufgestellt wird. Die Hüllschicht besteht aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyethylen.
-
Die Kunststoff-Hülle der mehrlagigen Isolierung ist grundsätzlich gut dazu geeignet, die innenliegende Wärmedämmschicht vor Beschädigungen zu schützen. Allerdings weisen die verwendeten Materialien für die Kunststoff-Hülle, welche die Sichtseite der Isolierung bildet, gewisse Schwächen auf, was ihre mechanischen Eigenschaften betrifft. Bei der Montage der abnehmbaren Isolierung am Wärmespeicher oder beim Transport des mit der Isolierung verkleideten Wärmespeichers können mechanische Belastungen im Bereich der Hülle, vor allem eine Knickbeanspruchung, unerwünschte Verfärbungen an der Sichtseite der Hülle hervorrufen, welche als „Weißbruch” bezeichnet werden. Darunter werden Bereiche der Kunststoff-Hülle verstanden, welche infolge von Biegebeanspruchungen überstreckte Materialstränge aufweisen, die als milchig weiße Verfärbungen erkennbar sind. Weißbruch stellt zumindest eine optische Beeinträchtigung dar, die vom Endverbraucher als störend empfunden wird. Zudem kennzeichnet Weißbruch eine Schwächung bzw. Vorschädigung des Materials, welche zu Beginn eines Materialbruches stehen kann.
-
Im Zusammenhang mit einer andersartigen, geschäumten Kunststoff-Isolierung, welche im Herstellungsprozess untrennbar mit einem Heißwasserspeicher verbunden wird, ist es aus der
DE 81 041 36 bekannt, zur Ausbildung von Belüftungskanälen Lagen aus Wellpappe einzusetzen.
-
Aus der
EP 1 474 639 B1 ist eine weitere geschäumte Isolierung bekannt, bei welcher eine eine Wellpappe aufweisende Schutzhülle mit eingeschäumt wird.
-
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen abnehmbaren Isolierkörper der eingangs angeführten Art zu schaffen, welcher hohen mechanischen Belastungen standhält. Die Nachteile von bekannten Isolierungen, welche anfällig für das Auftreten von Verfärbungen an Knickstellen der Außenhülle sind, sollen weitestgehend vermieden werden.
-
Diese Aufgabe wird beim Isolierkörper der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, dass zwischen der Deckschicht und dem Isoliermantel ein die Deckschicht stützendes Verstärkungselement angeordnet ist, wobei das Verstärkungselement einen mehrlagigen Aufbau mit einer Außenschicht und einer Innenschicht aufweist, die über eine Hohlräume ausbildende Verbindungsstruktur miteinander verbunden sind.
-
Das Verstärkungselement verleiht der Deckschicht der Außenhülle eine ausreichende Stabilität, um die Entstehung von Knickstellen an der Deckschicht zuverlässig zu verhindern. Die gleichmäßige Stützung der Deckschicht durch das Verstärkungselement bewirkt, dass selbst erhebliche mechanische Beanspruchungen der Außenhülle beim Transport oder bei der Montage des Isolierkörpers lediglich großflächige Eindellungen der Deckschicht erzeugen können, welche das optische Erscheinungsbild des Isolierkörpers kaum stören und hinsichtlich einer Materialschwächung unbedenklich sind. Die erfindungsgemäße Außenhülle ist gegenüber Überstreckungen einzelner Materialbereiche der Deckschicht, welche bei einem Knicken der Deckschicht auftreten könnten, geschützt. Somit kann der Entstehung von Verfärbungen in der Art von Weißbruch zuverlässig vorgebeugt werden. Das mehrlagige Verstärkungselement kombiniert eine hohe Stabilität quer zu seiner Haupterstreckung mit einem geringem Gewicht, da die Verbindungsstruktur zwischen der Außenschicht und der Innenschicht Hohlräume freilässt. Die insbesondere fachwerkartig ausgebildete Verbindungsstruktur zeichnet sich durch eine große Stabilität bzw. Biegefestigkeit gegenüber eingeleiteten Druckkräften auf, welche von der Deckschicht über die Außenschicht des Verstärkungselements auf die Verbindungsstruktur übertragen werden. Somit kann die Deckschicht bei geringem Mehrgewicht des Isolierkörpers derart verstärkt werden, dass die Häufigkeit des Auftretens von Knickstellen bzw. der damit einhergehenden Materialschwächung zumindest signifikant reduziert wird.
-
Um störende Verfärbungen durch Knickstellen an der Deckschicht zuverlässig zu vermeiden, ist es günstig, wenn die Deckschicht im Wesentlichen über ihre gesamte Erstreckung mit dem Verstärkungselement unterlegt ist. Zur Ummantelung eines im Wesentlichen zylindrischen Wärmespeichers ist somit ein im nicht montierten bzw. ausgerollten Zustand flacher, quaderförmiger Isolierkörper vorgesehen, welcher aus den einzelnen Schichten, d. h. zumindest Isoliermantel und mehrlagige Außenhülle, aufgebaut ist. Der Isolierkörper ist somit in einer kompakten Anordnung getrennt vom Wärmespeicher transportierbar, wobei die mit dem Verstärkungselement verstärkte Deckschicht beim Transport gegenüber Einknickungen geschützt ist. Selbstverstandlich wäre es jedoch auch denkbar, den Wärmespeicher mit montiertem Isolierkörper auszuliefern; auch in diesem Fall ist die mit dem Verstärkungselement unterlegte Deckschicht dazu in der Lage, erheblichen mechanischen Belastungen standhalten.
-
Zur direkten Übertragung von mechanischen Belastungen, insbesondere Druckbelastungen, in das Verstärkungselement ist es von Vorteil, wenn das Verstärkungselement an der Innenseite der Deckschicht befestigt ist. Bei dieser bevorzugten Ausführung ist das Verstärkungselement unmittelbar mit der Deckschicht verbunden, um in die Deckschicht eingeleitete Druckkräfte direkt an das Verstärkungselement zu übertragen. Selbstverständlich wäre es jedoch auch möglich, zwischen dem Verstärkungselement und der Deckschicht zumindest eine Zwischenschicht anzuordnen, weiche jedoch zur Übertragung von Druckbelastungen eingerichtet sein soll.
-
Um das Verstärkungselement innig mit der Deckschicht der Außenhülle zu verbinden, ist es günstig, wenn das Verstärkungselement mit der Innenseite der Deckschicht verklebt ist.
-
Zur zweckmäßigen Abstützung der Deckschicht mit geringem Materialaufwand ist es von Vorteil, wenn die Verbindungsstruktur des Verstärkungselements langgestreckte Stege aufweist.
-
Zur Erzielung eines kostengünstig herstellbaren Verstärkungselements, das zudem eine hohe Festigkeit quer zur Haupterstreckung aufweist, ist es von Vorteil, wenn die Verbindungsstruktur des Verstärkungselements ein langgestrecktes, im Querschnitt wellenförmiges Verbindungselement aufweist. Das wellenförmige Verbindungselement weist Wellenberge und Wellentäler auf, welche mit der Außenschicht bzw. mit der Innenschicht des Verstärkungselements verbunden sind. Die Außenschicht des Verstärkungselements ist zweckmäßigerweise im Wesentlichen parallel zur Innenschicht angeordnet.
-
Bei einer kostengünstigen Ausführung des Isolierkörpers, welche sich zudem durch ein besonders geringes Gewicht auszeichnet, ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement aus einem Papiermaterial gefertigt ist. Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Verpackungsmaterialien bekannt, die beim vorliegenden Isolierkörper mit besonderem Vorteil zur Ausbildung des Verstärkungselements verwendbar sind, um die Deckschicht zwecks Vermeidung von Knickstellen zu verstärken. Das Verstärkungselement ist dabei vorzugsweise als Stegplatte oder als Wellpappe ausgebildet.
-
Um die Montage des Isolierkörpers am Wärmespeicher zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn die Verbindungsstruktur des Verstärkungselements im Gebrauch entlang einer Längsachse des Wärmespeichers ausgerichtet ist. Somit weist die Verbindungsstruktur bei der Montage des Isolierkörpers eine hohe Biegsamkeit um die Längsachse des Wärmespeichers auf, so dass der Isolierkörper mit geringem Aufwand um den Wärmespeicher gelegt werden kann. Im Fall von stegförmigen Verbindungselementen des Verstärkungselements bedeutet dies, dass die Längsachsen der einzelnen Stege jeweils im Wesentlichen parallel zur Längsachse des beispielsweise zylindrischen Wärmespeichers anordenbar sind. In ähnlicher Art und Weise sind die Wellenberge bzw. Wellentäler eines wellenförmigen Verbindungselements bei der Montage des Isolierkörpers am Wärmespeicher in Längsrichtung des Wärmespeichers orientiert. Bei einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstruktur im montierten Zustand des Isolierkörpers quer zur Längsachse des Wärmespeichers angeordnet ist.
-
Hinsichtlich einer einfachen Montage des Isolierkörpers am Wärmespeicher ist es günstig, wenn eine verbindbare Hakenleisten aufweisende Fixiervorrichtung zur lösbaren Fixierung der Außenhülle bzw. des Isoliermantels am Wärmespeicher vorgesehen ist. Zur Montage des Isolierkörpers wird zunächst das Isolierelement um den Wärmespeicher geschlungen. Anschließend wird die Außenhülle über das Isolierelement geschlungen. Schließlich wird der Isolierkörper mittels der Fixiervorrichtung fixiert. Bei einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Außenhülle beispielsweise mittels einer Klebeverbindung dauerhaft am Isolierelement befestigt ist. Die Hakenleisten sind vorzugsweise an einander zugewandten Rändern der Außenhülle angeordnet und erstrecken sich insbesondere über die gesamte Höhe der Außenhülle.
-
Bei einer bevorzugten Ausführung des Isolierkörpers ist vorgesehen, dass die Deckschicht aus Polystyrol und/oder der Isoliermantel aus einem Vliesmaterial, vorzugsweise aus Polyester, gebildet ist. Polystyrol und vergleichbare Kunststoff-Materialien weisen eine zum Schutz des wärmedämmenden Isoliermantels zweckmäßige Festigkeit auf, neigen jedoch grundsätzlich zur Entstehung von Weißbruch; dieser Nachteil kann jedoch durch Anordnung des Verstärkungselements unterhalb der Deckschicht weitestgehend behoben werden. Der Isoliermantel aus (Polyester-)Vliesmaterial ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet, sich präzise der Kontur des Wärmespeichers anzupassen; bevorzugt ist ein Wirrlagen-Vlies, d. h. ein Vlies mit gänzlich zufällig orientierten Fasern, vorgesehen, das richtungsunabhängige, elastische mechanische Eigenschaften aufweist, welche einen besonders guten Toleranzausgleich ermöglichen.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung:
-
1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Gesamtansicht eines abnehmbaren Isolierkörpers, der in einer montierten Gebrauchsstellung einen Wärmespeicher umgibt;
-
2 eine Ansicht des Isolierkörpers gemäß 1 im Bereich von zwei kooperierenden Hakenleisten, mit denen der Isolierkörper fixiert ist;
-
3 eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts des Isolierkörpers gemäß 1 und 2, welcher erfindungsgemäß eine mit einem Verstärkungselement in der Art einer Stegplatte unterlegte Deckschicht aufweist;
-
4 eine Detailansicht der in 3 dargestellten Stegplatte zur Verstärkung der Deckschicht; und
-
5 eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts eines Isolierkörpers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei das Verstärkungselement ein wellenförmiges Verbindungselement in der Art von Wellpappe aufweist.
-
1 zeigt einen abnehmbaren Isolierkörper 1 zum Verkleiden eines Wärmespeichers 2. Bei der gezeigten Ausführung ist als Wärmespeicher 2 ein Heißwasserspeicher 3 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse vorgesehen; der Isolierkörper 1 kann jedoch auch zur Ummantelung von andersartigen Wärmespeichern 2 oder ”Kälte”speichern, Speichern mit Phasenumwandlungsmaterialien, etc. eingesetzt werden. Zur Veranschaulichung des Innenaufbaus des Isolierkörpers 1 bzw. des Wärmespeichers 2 ist in 1 schematisch ein Ausschnitt eingezeichnet, der den Blick ins Innere freigibt; dieser Ausschnitt ist im tatsächlichen Isolierkörper 1 selbstverständlich nicht vorgesehen.
-
Wie aus 1 ersichtlich, weist der Isolierkörper 1 einen Isoliermantel 4 aus einem wärmedämmenden Material, beispielsweise Polyester-Vlies auf. Der Isoliermantel 4 liegt in einer am Wärmespeicher 2 montierten Gebrauchsstellung dicht am Wärmespeicher 2 an. Der Isoliermantel 4 ist von einer Außenhülle 5 umgeben, welche eine die Sichtseite bildende Deckschicht 5' aus einem festen Kunststoff-Material, zweckmäßigerweise Polystyrol, aufweist. Die Außenhülle 5 ist mit einer Fixiervorrichtung 6 verbunden, mit der die Außenhülle 5 um das Isolierelement 4 gespannt wird. Der Isolierkörper 1 weist eine Reihe von Ausnehmungen 7 auf, in denen Anschlüsse 8, beispielsweise Heizanschlüsse, für Rohrleitungen etc. aufgenommen sind. An der Oberseite des Wärmespeichers 2 ist zudem ein wärmedämmender Deckel 9 angeordnet, der rundum dicht mit dem mantelförmigen Isolierelement 4 abschließt.
-
Wie aus 1 weiters ersichtlich, besteht der Isoliermantel 4 aus zwei Halbschalen. Bei der Montage des Isolierkörpers 1 am Wärmespeicher 2 werden zunächst die Halbschalen des Isoliermantels 4 um den Wärmespeicher 2 gelegt, wonach die Außenhülle 5 mittels der Fixiervorrichtung 6 um den Isoliermantel 4 gespannt wird, um den Isolierkörper 1 am Wärmespeicher 2 zu fixieren.
-
Wie aus 2 ersichtlich, sind an einander zugewandten Rändern 5' der Außenhülle 5 als Fixiervorrichtung 6 Hakenleisten 10 vorgesehen, die sich parallel zueinander über die gesamte Höhe des Isolierkörpers 1 erstrecken. Zur Montagehilfe bei der Befestigung der Hakenleisten 10 an der Außenhülle 5 weist jede Hakenleiste 10 eine Klammer 19 auf, die auf den jeweiligen Rand 5' aufgeschoben wird. Die Fixiervorrichtung weist zwei unterschiedliche Hakenleisten 10' bzw. 10'' auf, die miteinander verhakt werden können.
-
Die Hakenleiste 10' weist zwei in der Gebrauchsstellung in Umfangsrichtung des Isolierkörpers 1 bzw. des Wärmespeichers 2 beabstandete Rastvorsprünge 11, 12 auf. An den Rastvorsprüngen 11 bzw. 12 ist jeweils zumindest ein Haken ausgebildet. In der Gebrauchsstellung des Isolierkörpers 1 am Wärmespeicher 2 stehen die Rastvorsprünge 11, 12 der Hakenleiste 10' im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen ab. Die Hakenleiste 10'' weist einen von einer nach außen versetzten Wand 14 nach innen abstehenden Rastvorsprung 15 auf. Am Rastvorsprung 15 ist ein Haken 15' vorgesehen, der mit dem kooperierenden Haken 13 bzw. 13' des Rastvorsprungs 11 bzw. 12 der Hakenleiste 10' in Eingriff gebracht werden kann. 2 zeigt die Hakenleisten 10', 10'' in ihrer zweiten Raststellung, in der eine vergleichsweise hohe Zugspannung auf die Außenhülle 5 bzw. das Isolierelement 4 aufgebracht wird. Dabei hintergreift der Rastvorsprung 15 der Hakenleiste 10'' den innenliegenden Rastvorsprung 11 der Hakenleiste 10'. Bei einer in den Figuren nicht dargestellten ersten Raststellung ist der Rastvorsprung 15 der Hakenleiste 10'' mit dem außenliegenden Rastvorsprung 12 der Hakenleiste 10' verhakt.
-
Bei der in den Fig. gezeigten Ausführung mit Halbschalen und Fixiervorrichtungen 6 an gegenüberliegenden Seiten ergeben sich somit insgesamt vier verschiedene Einstellungsstufen für die gespannte Fixierung des Isolierkörpers 1 am Wärmespeicher 2. Selbstverständlich wäre auch eine Ausführung denkbar, bei welcher die Hakenleiste 10' drei oder mehr Rastvorsprünge aufweist, um die Einstellungsmöglichkeiten für die Zugspannung weiter zu erhöhen. Jede Hakenleiste 10, 10', 10'' weist an einem seitlichen Rand eine in radialer Richtung nach außen abstehende Wand 16 auf, die einen Abschnitt 16' mit nach außen geneigten Wandflächen aufweist, welcher jeweils mit einem entsprechenden Schenkel einer (in den Fig. nicht dargestellten) Abdeckleiste verbindbar ist.
-
Der Isolierkörper 1 kann beim Transport oder bei der Montage erheblichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sein, welche bei bekannten Isolierungen vielfach zu einem Knicken der Kunststoff-Hülle geführt haben; an den Knickstellen kann Weißbruch auftreten, welcher als milchige Verfärbung erkennbar ist, der nicht nur eine optische Beeinträchtigung darstellt, sondern zudem eine Materialschwächung anzeigt.
-
Wie aus 3 ersichtlich, wird dieses Problem beim erfindungsgemäßen Isolierkörper 1 dadurch gelöst, dass zwischen der Deckschicht 5' und dem Isoliermantel 4 ein Verstärkungselement 20 angeordnet ist, welches die Deckschicht 5' entlang ihrer gesamten Erstreckung unterstützt. Das Verstärkungselement 20 ist mit der Innenseite der Deckschicht 5 verklebt; selbstverständlich wäre auch eine andere innige Verbindung zwischen dem Verstärkungselement 20 und der Deckschicht 5' denkbar. Der Einsatz des Verstärkungselements 20 verhindert das Einknicken der Deckschicht 5' infolge von mechanischen Belastungen, so dass einer Schädigung der Deckschicht 5', insbesondere Verfärbungen in der Art von Weißbruch, zuverlässig vorgebeugt werden kann. Das Verstärkungselement 20 weist einen mehrlagigen Aufbau mit einer an der Innenseite der Deckschicht 5 anliegenden Außenschicht 21 und einer dem Isoliermantel 4 zugewandten Innenschicht 22 auf. Die Außenschicht 21 ist mit der Innenschicht 22 über eine Verbindungsstruktur 23 verbunden, welche hinsichtlich einer gewichtssparenden Ausführung Hohlräume 24 ausbildet.
-
Bei der in 3 und 4 gezeigten Ausführung sind zur Ausbildung der Verbindungsstruktur 23 langgestreckte Stege 25 vorgesehen, welche rechtwinkelig zur Außen- 21 bzw. Innenschicht 22 angeordnet sind; eine alternative (in den Figuren nicht gezeigte Ausführung) sieht fachwerkartig abgewinkelte Stege 25 vor. Die Stege 25 sind im montierten Zustand des Isolierkörpers 1 im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des Wärmespeichers 2 orientiert. Das in 4 gezeigte Verstärkungselement 20 ist als Stegplatte aus einem Papiermaterial ausgebildet, die in verschiedenen Ausführungen als Verpackungsmaterial grundsätzlich bekannt ist.
-
Bei der in 5 gezeigten Ausführung weist die Verbindungsstruktur 23 des Verstärkungselements 20 ein langgestrecktes, im Querschnitt wellenförmiges Verbindungselement 26 auf, das zwischen der Außenschicht 21 und der Innenschicht 22 angeordnet ist. Zur Ausbildung dieses Verstärkungselements 20 ist insbesondere eine Wellpappe aus Papiermaterial zweckmäßig, die bisher als Verpackungsmaterial eingesetzt wurde.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10237362 D4 [0002]
- DE 8104136 [0004]
- EP 1474639 B1 [0005]
