DE2449627C2

DE2449627C2 - Thermal insulation made from metal foils

Info

Publication number: DE2449627C2
Application number: DE19742449627
Authority: DE
Inventors: Veit 8000 München Merges
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1974-10-18
Filing date: 1974-10-18
Publication date: 1983-04-07
Also published as: DE2449627A1

Description

Die Erfindung betrifft eine für den Betrieb im Vakuum geeignete Wärmeisolierung mit mindestens zwei durch Abstandhalter im Abstand voneinander gehaltenen Metallfolienlagen, die an einer Haltevorrichtung aufhängbar sind.The invention relates to a thermal insulation suitable for operation in a vacuum with at least two through Spacer metal foil layers which are held at a distance from one another and which can be suspended from a holding device are.

Bei bekannten Wärmeisolierungen dieser Art (vgl. DE-AS 19 34 965) haben die mehrfach hintereinander im Sinne einer thermischen Reihenschaltung angeordneten und jeweils durch Abstandhalter voneinander getrennten, als Reflektoren für die auftreffende Wärmestrahlung dienenden Metallfolien eine Dicke von etwa 10 bis 100 μπι und bestehen aus Wolfram, Tantal, &o Molybdän, Titan, Zirkon, Nickel, Kupfer, Aluminium oder Legierungen, wie zum Beispiel Edelstahl. Die Verarbeitung dieser Metallfolien zu Wärmeisolierungen ist bisher in der Weise geschehen, daß die einzelnen Lagen einer solchen Metallfolie jeweils unter Zwischenfügen der Abstandhalter untereinander und mit gitterförmig angeordneten Stäben eines Tragrahmens vernäht wurden.In known thermal insulation of this type (see. DE-AS 19 34 965) have the multiple times one behind the other arranged in the sense of a thermal series connection and each by spacers from one another separate metal foils serving as reflectors for the incident thermal radiation have a thickness of about 10 to 100 μm and consist of tungsten, tantalum, & o Molybdenum, titanium, zirconium, nickel, copper, aluminum or alloys such as stainless steel. the Processing of these metal foils to thermal insulation has been done so far in such a way that the individual Layers of such a metal foil in each case with the spacers being interposed with one another and with Lattice-like arranged bars of a support frame were sewn.

Auf diese Weise lassen sich zwar Körper beliebiger Form und Größe isolieren, da unabhängig von den begrenzten Breiten der Metallfolien aufgrund der zur Verfügung stehenden Fertigungsmaschinen beliebig viele Folien zur Erzielung größerer Breiten zusammengenäht werden können. Da jedoch sowohl die gitterförmigen Stäbe und die Abstandhalter als auch das Nahtmaterial aus Metall bestehen, bilden diese quasi feste metallische Verbindungen, die unerwünschte Wärmebrücken darstellen. Auch bereitet das Vernähen infoge der solchen Folien eigenen Elastizität Schwierigkeiten. In this way, bodies of any shape and size can be isolated, since they are independent of the limited widths of the metal foils due to the available manufacturing machines many foils can be sewn together to achieve greater widths. However, since both the Lattice-shaped rods and the spacers as well as the suture material are made of metal, so to speak form them solid metallic connections that represent undesirable thermal bridges. Also prepares the sewing infoge of such foils own elasticity difficulties.

Insbesondere aber sind Reparaturen beschädigter Folienteile sehr schwierig, da beim Lösen der Metalldrahtnähte nicht zu vermeiden ist, daß noch unbeschädigte Folienteile dabei ebenfalls beschädigt werden. Schließlich bereitet auch das Vernähen neuer, noch völlig elastischer Folien'.eile mit infolge ihrer Benutzung bereits versprödeten Folienteilen Schwierigkeiten.In particular, however, repairs to damaged film parts are very difficult, since the metal wire seams are loosened it is unavoidable that undamaged parts of the film are also damaged in the process. Finally, the sewing of new, still completely elastic foils also prepares a part as a result of their use already embrittled film parts difficulties.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeisolierung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne feste metallische Verbindungen in ihrer Flächenausdehnung beliebig groß ausgeführt werden kann, auch in Teilbereichen reparaturfähig ist und deren Aufhängung so ausgebildet ist, daß keine Wärmebrücken entstehen.The invention is therefore based on the object of providing thermal insulation of the type mentioned at the beginning create that are designed to be as large as desired without fixed metallic connections can be, is repairable in some areas and its suspension is designed so that none Thermal bridges arise.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Folienlage aus mindestens zwei Metallfolie besteht, zwischen denen jeweils eine Trennschicht in Form einer auf jeweils einer Seite einer Metallfolie aufgebrachten keramischen Beschichtung oder einer aus keramischem Material bestehenden Matte vorgesehen ist, daß die Abstandhalter im Abstand voneinander angeordnete Widerlager aufweisen, die jeweils von einer Folienlage zumindest teilweise umschlungen sind und einen von der Folienlage wegstehenden freien Steg haben, daß jede Folienlage im Bereich eines Widerlagers von den beiden Enden einer Klammer umfaßt ist, die zusammen mit dem Widerlager eine Klemmverbindung bildet, daß die Klammern entweder am Steg eines Widerlagers einer benachbarten Folienlage oder an der Haltevorrichtung aufhängbar sind und daß benachbarte Folienlagen derart aufgehängt sind, daß jeweils eine Folienlage mindestens eine benachbarte Folienlage überlappt.This object is achieved according to the invention in that each film layer consists of at least two There is a metal foil, between each of which a separating layer in the form of one on each side of a Metal foil applied ceramic coating or one consisting of ceramic material Mat is provided that the spacers have spaced abutments that are each at least partially wrapped by a film layer and one by the film layer have protruding free web that each film layer in the area of an abutment of the two ends of one Clamp is included, which together with the abutment forms a clamping connection that the clamps can be suspended either on the web of an abutment of an adjacent film layer or on the holding device are and that adjacent film layers are suspended in such a way that each one film layer at least one Adjacent film layer overlaps.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung können aus leicht herzustellenden und leicht zu handhabenden kleinflächigen Metallfolien großflächige schuppen- oder schürzenartige Wärmeisolierungen aus thermisch parallel und in Reihe angeordneten Folienlagen ohne feste metallische Verbindung gebildet werden, deren Größe allein durch die Tragfähigkeit der Haltevorrichtung begrenzt ist. Da die einzelnen Folienlagen gegeneinander versetzt angeordnet sind, ist die gesamte Fläche spaltenfrei. Die Klammern und Widerlager bilden eine Klemmverbindung und sind zugleich Mittel zur gegenseitigen Befestigung der Folienstreifen und zur Aufhängung der Folienlagen. Wärmebrücken bildende Haltestifte oder Bolzen entfallen daher völlig. Die Wärmisolierung kann sowohl als ebene als auch als gewölbte Fläche oder als Flächenzug ausgebildet werden, so daß jeder Körper unabhängig von seiner Konfiguration allseitig geschützt werden kann.The inventive training can be made from easy to manufacture and easy to use small-area metal foils large-area scale-like or apron-like thermal insulation made of thermally parallel and in a row arranged film layers are formed without a fixed metallic connection, their size is limited solely by the load-bearing capacity of the holding device. Because the individual layers of film against each other are offset, the entire surface is free of gaps. The brackets and abutments form one Clamping connection and are at the same time means for mutual fastening of the film strips and for Suspension of the foil layers. Holding pins or bolts that form thermal bridges are therefore completely eliminated. the Thermal insulation can be designed as a flat or as a curved surface or as a flat stretch so that every body can be protected on all sides regardless of its configuration.

Die an den ösenförmig ausgebildeten Widerlagern angreifenden Klammern halten die zu Lagen zusammengefaßten Folienstreifen jeweils an ihrer kalten SeiteThe clamps acting on the eyelet-shaped abutments hold the brackets combined into layers Foil strips each on their cold side

ohne jede Unterbrechnung der Folieniagen und ohne metallischen Kontakt zu den heißseitig liegenden Folienstreifen. Entsprechendes gilt für die heißseitigen Widerlager. Abgesehen von den relativ kleinen Klemmflächen liegen die Folienlagen lediglich durch ihr Eigengewicht aufeinander, wodurch der Anteil an direkter Wärmeleitung von Folie zu Folie erheblich reduziert ist Zwischen den Klemmverbindungen können sich die Folien frei ausdehnen, infolge ihrer unterschiedlichen Temperatur wölben sie sich unterschiedlich auf, so daß der unmittelbare Kontakt zwischen der· Folien aufgehoben ist Darüber hinaus lassen sich solche Wärmeisolierungen einfacher als bisher fertigen. Alle Metallfolien können in der vom Hersteller angelieferten Größe verarbeitet werden, so daß seitliches Beschneiden und damit verbundene größere Materialverluste entfallen. Unabhängig von der jeweiligen Anwendungsform können die genannten Folienlagen in Längen von mehreren Metern vorgefertigt werden. Für den individuellen Anwendungsfall ist dann lediglich die jeweilige Folienlage auf die gewünschte Länge zu schneiden, der Endfalz zu formen sowie mittels Widerlager und Klammer mit der benachbarten Folienlage zu verbinden. Metallurgisch bedenklich und mechanisch unsichere Schweißverbindüngen entfallen. Durch die Falzung der Folienlagen infolge der über die Widerlager greifenden Klammern wird die mechanische Festigkeit wesentlich erhöht. Auch Stützrohre sind nunmehr überflüssig. Diese Bauweise ist also auch für große Dimensionen einsetzbar, ohne ein größeres technisches Risiko einzugehen. Schließlich sind für die Herstellung solcher Folienlagen keinerlei Spezialkenntnisse notwendig. Beschädigte Folienlagen können einfach und ohne Spezialwerkzeug ausgewechselt werden. Die Anzahl der Folienlagen kann nachträglich und örtlich verschieden vergrößert oder verringert werden. Wird zur schnelleren Abkühlung mit Schutzgas gearbeitet, so sind die Strömungsgeschwindigkeiten unkritische Parameter, da die Strömungswege maximal die halbe Folienbreite betragen und die Folienlagen nicht starr aufeinandergepreßt sind. Schließlich können die Widerlager am heißseitigen Folienstreifen als hilfreiche Strukturelemente anderweitig zusätzlich benutzt werden. without any interruption of the film layers and without metallic contact with the hot-side Foil strips. The same applies to the hot-side abutments. Apart from the relatively small ones The film layers only rest on one another due to their own weight, whereby the proportion of direct heat conduction from film to film is significantly reduced between the clamp connections the foils expand freely, and as a result of their different temperatures they curve differently so that the direct contact between the · foils is removed such thermal insulation can be produced more easily than before. All metal foils can be used in the from Manufacturers supplied size are processed, so that lateral trimming and related there are no major losses of material. Regardless of the particular form of application, the named Foil layers can be prefabricated in lengths of several meters. For the individual application is then only to cut the respective film layer to the desired length, to form the end fold as well as to be connected to the adjacent film layer by means of abutments and clamps. Metallurgical There is no need for questionable and mechanically unsafe welded connections. By folding the film layers as a result of the brackets reaching over the abutments, the mechanical strength is significantly increased. Support tubes are now also superfluous. This design is also suitable for large dimensions can be used without taking a major technical risk. After all, are for making such Foil layers no special knowledge necessary. Damaged film layers can be removed easily and without Special tools have to be changed. The number of film layers can subsequently and locally differ be increased or decreased. If inert gas is used for faster cooling, then the flow velocities are uncritical parameters, since the flow paths are a maximum of half Film width and the film layers are not rigidly pressed together. Finally, the abutments can on the hot-side film strip as helpful structural elements can be used elsewhere.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht einer flächigen Wärmeisolierung gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a side view of a flat thermal insulation according to the invention,

F i g. 2 die Draufsicht auf die Wärmeisolierung gemäß der F ig. 1,F i g. 2 shows the top view of the thermal insulation according to FIG. 1,

Fig.3 eine im vergrößerten Maßstab dargestellte Seitenansicht der Verbindungselemente und3 shows a side view of the connecting elements and shown on an enlarged scale

Fig.4 die Draufsicht auf die Verbindungselemente gemäß F i g. 3.4 shows the top view of the connecting elements according to FIG. 3.

Eine in den F i g. 1 und 2 mit 10 bezeichnete Wärmeisolierung besteht aus schuppenartig übereinanderliegenden, mittels einer noch zu beschreibenden Haltevorrichtung fixierten Folieniagen 11, die ihrerseits mindestens zwei Metallfolien 12 und 12' umfassen; vgl. Fig.4. Zwischen zwei Metallfolien ist jeweils ein Abstandhalter in Form einer einseitig auf die Folien aufgebrachten keramischen Beschichtung 13 oder einer aus keramischem Material bestehenden Matte vorgesehen. One shown in FIGS. 1 and 2 with 10 designated thermal insulation consists of scale-like superimposed, by means of a holding device to be described below, fixed film layers 11, which in turn comprise at least two metal foils 12 and 12 '; see Fig. 4. There is one between two metal foils Spacers in the form of a ceramic coating 13 or a ceramic coating applied to one side of the foils made of ceramic material provided mat.

Die Folienlagen sind mittels federnder, im Querschnitt etwa c-förmiger Klammern 15, die über ösenförmige, von den Folienlagen umschlungene Widerlager 16 greifen, in Abschnitte A (Fig.2) unterteilt Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Widerlager auf der Heißseite und die Klammern auf der Kaltseite der Folienlagen liegen. Eine umgekehrte Anordnung ist gleichfalls möglich, jedcch nicht dargestellt The film layers are divided into sections A (FIG the clamps are on the cold side of the foil layers. A reverse arrangement is also possible, but not shown

Die ösenförmigen Widerlager 16 weisen an ihrem aus der Klemmverbindung herausragenden Steg 17 jeweils eine Aussparung 18 auf, in die entweder eine KlammerThe eyelet-shaped abutments 16 each have on their web 17 protruding from the clamping connection a recess 18 in which either a bracket

15 der benachbarten Folienlage oder aber ein entsprechend geformter Haken 19 einer Haltevorrichtung eingreifen. Als Haltevorrichtung dient ein die Haken 19 tragendes Gerüst 20 aus dünnen Stäben, das rechtwinklig zu den Folienlagen angeordnet ist und diese über die Klammern hält, oder aber die Haken 19 sind direkt an der Innenwandung eines Behälters 22 angeordnet der zugleich die Wasserkühlung aufnehmen kann.15 of the adjacent film layer or a correspondingly shaped hook 19 of a holding device intervention. A frame 20 made of thin rods, which supports the hooks 19, serves as the holding device is arranged at right angles to the film layers and holds them via the clamps, or the hooks 19 are arranged directly on the inner wall of a container 22 which also accommodate the water cooling can.

Wie der F i g. 3 zu entnehmen ist, sind die WiderlagerAs the fig. 3 can be seen, are the abutments

16 und die Klammern 15 in ihrer Längenausdehnung wesentlich kürzer als die Schmalseiten der einzelnen Metallfolien ausgebildet16 and the brackets 15 are much shorter in their length extension than the narrow sides of the individual Metal foils formed

Die Wärmeisolierung 10 ist, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, innerhalb des Behälters 22 angeordnet. Der zu isolierende Körper ist nicht dargestellt, lediglich der Wärmefluß Q ist durch einen Pfeil versinnbildlicht Anstelle der gezeigten zwei Folienlagen können selbstverständlich auch drei und mehr Folienlagen in bezug auf den Pfeil Q nebeneinander angeordnet sein, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut sind und gehalten werden. Alle Folienlagen sind aber mittels der Klemmverbindungen 15,16, 17 derart an der Haltevorrichtung aufgehängt, daß sich jeweils benachbarte Folienlagen überlappen, oder sind von Lage zu Lage so gegeneinander versetzt, daß keine durchgehenden Spalten entstehen, so wie dies in F i g. 1 dargestellt ist. Eine solche Anordnung ist sowohl an gewölbten wie an ebenen Flächen möglich und zwar unabhängig von der Schwerkraftrichtung.As FIGS. 1 and 2 show, the thermal insulation 10 is arranged inside the container 22. To be isolated body is not shown, only the heat flow Q is to be by an arrow symbolizes Instead of the two foil layers can of course also three or more layers of film with respect to the arrow Q juxtaposed be constructed in the manner described above and held . However, all film layers are suspended from the holding device by means of the clamp connections 15, 16, 17 in such a way that adjacent film layers overlap, or are offset from one another from layer to layer in such a way that no continuous gaps arise, as shown in FIG. 1 is shown. Such an arrangement is possible on both curved and flat surfaces, regardless of the direction of gravity.

Es lassen sich daher beliebig große Wärmeisolierungen zur Isolierung von Körpern unterschiedlichster Konfiguration erstellen, die völlig frei von metallischen Wärmebrücken sind.Heat insulation of any size can therefore be used to insulate bodies of the most varied Create configurations that are completely free of metallic thermal bridges.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

:. Thermal insulation suitable for operation in a vacuum with at least two spacers metal foil layers held at a distance from one another and attached to a holding device can be suspended, characterized in that each foil layer consists of at least two metal foils (12, 12 '), between which a separating layer in the form of one on each side a metal foil (12, 12 ') applied ceramic coating (13) or one made of ceramic Material existing mat is provided that the spacers are spaced apart Have abutments (16), each of which is at least partially wrapped by a film layer (11; 12, 12 ') are and have a free web (17) projecting away from the film layer, that each film layer in the area of an abutment of the comprises both ends of a clamp (15) which, together with the abutment, forms a clamp connection forms that the clamps either on the web (17) of an abutment of an adjacent film layer or can be suspended from the holding device (19, 20) and that adjacent film layers (11) in such a way are suspended so that in each case a film layer overlaps at least one adjacent film layer

2. Thermal insulation according to claim 1, characterized in that the abutment (16) in cross section are eyelet-like and their free web (17) protruding from the clamp connection has a recess (18) into which a clamp (15) of an adjacent film layer engages.

3. Thermal insulation according to claim 1 or 2, characterized in that the abutment (16) and the brackets (15) are much shorter in length than the narrow sides of the Metal foil strips (12) forming foil layers are formed.

4. Thermal insulation according to one of claims 1 «to 3, characterized in that the holding device Has hooks (19) on the inner wall of a container receiving the thermal insulation (22) or scaffolding (20) are attached.

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