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Wärmeisolator Die Erfindung bezieht sich auf einen evakuierten Wärmeisolator.
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Derartige Isolationsanordnungen, welche ein evakuiertes Gefäß enthalten,
haben für Kühlschränke u. dgl. wesentliche Vorteile. Diese liegen darin, daß wegen
der sehr guten Wärmeisolation ein Vakuumisolator sehr viel dünner gehalten werden-
kann als die bisher verwendeten nicht unter Vakuum stehenden Isolationsmaterialien
und daß daher bei denselben äußeren Abmessungen in dem betreffenden Kühlschrank
sehr viel Platz gewonnen wird. -Jedoch wird bei evakuierten Isolatoren ein sehr
starker Druck auf den Isolator ausgeübt und das in ihm enthaltene Füllmaterial sehr
stark zusammengepreßt. Da die vorzugsweise verwendeten Füllmaterialien wenigstens
innerhalb gewisser Grenzen kompressibel sind, ruft der starke äußere Druck eine
gewisse Einbiegung der Wände des Isolators hervor.
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Es ist bereits bekannt, einen evakuierten, ein kompressibles Füllmaterial
enthaltenden Wärmeisolator'derart herzustellen, daß alle Wände dieses Isolators
aus dünnen, biegsamen Metallplatten gefertigt werden. Die aus diesen Metallwänden
bestehende Hülle wird in eine die Hülle umschließende feste Form ,eingebettet, und
es wird anschließend die Füllmasse in die Hülle eingestampft, wobei der auf die
biegsamen - Wände der Hülle ausgeübte Druck durch die Wände der festen Form aufgenommen
wird. Sodann kann die Hülle evakuiert werden, so daß der Außendruck dem Druck der
zusammengepackten Füllmasse entgegenwirkt.
Die Erfindung setzt einen
Wärmeisolator als bekannt voraus, der aus längs seines Umfangs dicht miteinander
verbundenen und einen Vakuumraum mit ein kompressibles Füllmaterial umschließenden
Wänden besteht, von denen die eine so gut wie steif und die andere unter dem äußeren
Atmosphärendruck verhältnismäßig leicht deformierbar ist.
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Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß zur Ermöglichung
einer erheblichen Bewegung der deformierbaren Wand in der Richtung auf die steife
Wand hin die deformierbare Wand längs der Verbindungsstellen mit der steifen Wand
wellblechartig gestaltet ist.
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Ein derartiger Wärmeisolator ist gegenüber der oben beschriebenen
bekannten Ausführung dadurch im Vorteil, daß zu seinem Zusammenbau keine aus festen
Wänden bestehende Form mehr notwendig ist. Die wellblechartige Gestalt ermöglicht
bei der Evakuierung eine Verkleinerung des Abstandes der deformierbaren Wand von
der festen Wand, ohne daß der Isolator in seinem Aussehen leidet. Der Isolator gemäß
der Erfindung ist somit für den Einbau in Kühlschränke besonders geeignet.
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Fig. i zeigt einen im Schnitt gezeichneten Aufriß eines Gefrierbehälters
für einen Kühlschrank vor der Evakuierung, und zwar ist der Behälter gegenüber seiner
Gebrauchslage im Kühlschrank umgekehrt, d. h. mit der Öffnung nach unten dargestellt;
Fig. 2 zeigt den Behälter nach Fig. i nach der Evakuierung, also mit deformierten
Wänden; Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht des oberen Randes des Behälters
nach Fig. i vor der Evakuierung und Fig.4 nach der Evakuierung; Fig. 5 zeigt einen
horizontalen Schnitt längs der Schnittebene V-V in Fig. i, und zwar ohne das Füllmaterial
; Fig.6 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5 für eine etwas andere Ausführungsform
der betreffenden Behälterecke; Fig.7 ist ein Schnitt durch eine Vakuumisolationsplatte
vor der Evakuierung und Fig. 8 ein Schnitt durch dieselbe Platte nach der Evakuierung.
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In Fig. i und 2 ist ein mit i bezeichneter Gefrierbehälter dargestellt,
dessen obere Öffnung nach unten gekehrt ist. Dieser Behälter besteht aus der Außenwand
:2 und- der Innenwand 3. Der Raum zwischen diesen beiden Wänden ist mit einem kompressiblen
Wärmeisolationsmaterial 4, z. B. mit Glaswolle, gefüllt.
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Die Außenwand 2 besteht aus einem Blech 5, welches in eine solche
Form gebracht ist, daß es die vier Außenseiten des Behälters bildet. Zwischen diesen
vier Außenseiten liegt der Boden 6, der bei 7 mit. der Außenwand verschweißt oder
anderweitig luftdicht verbunden ist.
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Die Innenwand 3 besteht ebenfalls aus einem Blech 8, welches die vier
Innenseiten bildet. Bei io ist ebenfalls durch Schweißung oder sonst der innere
Boden 9 mit den vier Innenseiten verbunden. Die Außenwände und die Innenwände sind
bei i i durch Schweißung oder durch eine andere Verbindung luftdicht verbunden,
so daß der Innenraum 12 zugänglich ist.
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Um dem Behälter nach Fig. i ein gefälliges äußeres Ansehen zu geben,
soll das Blech 5 verhältnismäßig stark und steif sein, so daß es auch nach der Evakuierung
eben bleibt. Die Bodenwand 6, die in der Gebrauchslage des Behälters nicht sichtbar
ist, besteht aus einem verhältnismäßig dünnen, deformierbaren Material. Auch das
Blech,8, welches die inneren Seitenwände bildet, besteht aus einem verhältnismäßig
dünnen, deformierharen Material, so daß sich diese Wände bei der Evakuierung unter
Kompression des Füllmaterials 4 in der Richtung auf die Außenwände bewegen können.
Der innere Boden 9 besteht wieder aus einem verhältnismäßig dicken, nicht deformierbaren
Material, da bei der Kompression des Füllmaterials zwischen dem Außenboden 6 und
dem Innenboden 9 der äußere Boden 6 eine entsprechende Formänderung durchmacht,
d. h. sich dem Innenboden 9 annähert.
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Urn sicherzustellen, daß die Formänderung der Innenwände 3 nur an
bestimmten Stellen vor sich geht und die Innenwände auch nach der Evakuierung noch
im wesentlichen eben verlaufen, ist das Blech 8 längs seiner ganzen Oberkante, d.
h. in Fig. i, welche den Gefrierbehälter in umgekehrter Lage darstellt, längs seines
ganzen unteren Randes bei 13 wellblechartig geformt. Ebenso ist am oberen Rand des
Blechs 8 in Fig. i eine bei 14 dargestellte wellblechartige Verformung vorgesehen.
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Die Verlagerung der inneren Seitenwände bei der Evakuierung ergibt
sich aus einem Vergleich der Fig. 2 und i. Die Lage der inneren Seitenwände 3 vor
der Evakuierung ist in Fig. i und nach der Evakuierung in Fig. 2 dargestellt. Dne
Evakuierung des Raumes zwischen den Außen- und den Innenwänden kann in beliebiger
üblicher Weise über einen Entlüftungsanschluß geschehen. Bei der Evakuierung dieses
Innenraumes vermindert sich der Abstand zwischen den Außen- und den Innenwänden.
Da die Außenwände aus verhältnismäßig starkem, nicht dsformierbarem Material und
nur die .Innenwände aus dünnem, deformierbarem Material bestehen, bewegen sich bei
der Evakuierung die Innenwände auf die starken Außenwände zu. Da die Innenwände
aus einem ebenen mittleren Teil und dem angrenzenden wellblechförmig gestalteten
Randstreifen bestehen, findet die Verformung an diesen Randstreifen statt, und die
mittleren Teile der Innenwand bleiben eben. Durch die wellblechartige Gestalt wird
dabei außerdem eine mechanische Beanspruchung der Schweißnähte vermieden. Die Verlagerung
der Innenwände ist in größerem Maßstab in Fig.3 und 4 dargestellt, wobei Fig. 3
die Verhältnisse vor und Fig. 4 nach der Evakuierung darstellt.
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Der Boden 6 des äußeren Gefäßes besteht aus dünnem, deförmierbarem
Material, wie bereits oben erwähnt. Bei der dargestellten Ausführungsform
sind
am Boden 6 keine wellblechartigen Verformungen wie an der Ober- und Unterkante der
inneren Seitenwände angebracht, da der Außenboden 6 in der Gebrauchslage des Gefrierbehälters
nicht sichtbar ist und es daher auch nicht so wichtig ist, daß er nach der Evakuierung
über einen großen Teil seiner Fläche eben ist. Man kann jedoch, falls gewünscht,
wellblechartige Verformungen auch an den Kanten des Außenbodens 6 anbringen.
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Außerdem kann, falls gewünscht, der Außenboden6 ebenfalls aus dickem,
nicht deforinierbarem Material gefertigt werden und der Innenboden 9 aus deformierbarem
Material. Dann würden also wellblechartige Verformungen auch längs der vier Kanten
des Innenbodens q anzubringen sein, ebenso wie längs der Oberkanten und Unterkanten
der Seitenwände, so daß bei der Evakuierung der Innenboden sich in ähnlicher Weise
wie die Seitenwände deformieren, aber dabei Über einen großen Teil seiner Fläche
eben bleiben würde.
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Durch die seitliche Bewegung der Innenwände bei der Ausführungsform
nach Fig. i und 2 vergrößert sich offenbar auch der innere Umfang, d. h. die Länge
längs der Seitenwände in einer zur Ebene des Innenbodens 9 parallel liegenden Ebene
gemessen. Um diese Umfangsvergrößerung zu berücksichtigen, werden die Innenwände,
wie bei 15 in Fig.5 dargestellt, ebenfalls wellblechartig verformt. Diese Verformung
erstreckt sich über die volle Höhe der Innenwände des Behälters und beginnt langsam
an der Verbindungsstelle zweier aneinandergrenzender Innenwände mit dem Innenboden
9. Anders ausgedrückt verlaufen diese Wellungen 15 vom Punkt 16 bis etwa zum Punkt
17 in Fig. i und 2 zunächst fächerartig und verlaufen zwischen dem Punkt
17 und der Oberkante des Behälters, d. h. der Unterkante der Fig. i und 2, etwa
parallel. Diese fächerartige Anordnung ist an der Verbindungsstelle mit dem Innenboden
9 deshalb gewählt, weil längs der Verbindungskante io des Innenbodens 9 mit den
Seitenwänden bei der Evakuierung ja keine Formänderung stattfindet.
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Wie in Fig.5 dargestellt, verschiebt sich die Innenwand 8 des Behälters
während der Evakuierung aus der in Fig. 5 ausgezogen gezeichneten Lage in die punktiert
gezeichnete Lage. Während dieser Evakuierung geht also der gewellte Teil 15 in den
bei 18 punktiert gezeichneten gleichmäßig gekrümmten Teil über. Somit ist also in
den Wellungen 15 die nötige zusätzliche Blechlänge für die während der Evakuierung
eintretende Umfangsvergrößerung vorhanden.
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Eine andere Ausführungsform an den Ecken zur Berücksichtigung der
Umfangsvergrößerung während der Evakuierung ist in Fig. 6 dargestellt. An Stelle
der wellblechförmigen Gestalt nach Fig.5 soll die Innenwand gemäß Fig. 6 nur mit
zwei Einpressungen i9 ausgerüstet werden, zwischen denen ein gleichmäßig gekrümmter
Teil 2o gemäß Fig.6 liegt. Während der Evakuierung geht die Innenwand des Behälters
dann etwa in die in Fig.6 punktiert gezeichnete Lage über. Man sieht, daß auch an
den Einpreßstellen i9 das zusätzliche Blechmaterial zur Verfügung steht, welches
für die erwähnte Umfangsvergrößerung notwendig ist.
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Bei der Herstellung von Behältern nach Fig. i bis 6 wird zunächst
der- Einsatz mit den Seitenwänden 8 und dem Innenboden 9 hergestellt und dabei der
Innenboden mit den Seitenwänden, wie bei io dargestellt, verschweißt. Sodann wird
das ganze äußere Gefäß getrennt in der gewünschten Form hergestellt. Schließlich
wird der Einsatz, wie aus Fig. i ersichtlich, mit der Öffnung nach unten in die
Seitenwände des Gefäßes eingesetzt und längs der Kante i i eine Schweißnaht angebracht.
Das Füllmaterial, welches aus einem kompressiblen Stoff besteht, beispielsweise
aus Glaswolle, wird sodann in dem Raum zwischen den Außenwänden des Gefäßes und
dem Einsatz und auf dessen Boden 9 angebracht. Zum Schluß wird der Boden 6 des Gefäßes
aufgesetzt und bei 7 verschweißt. Der Raum zwischen dem Gefäß und dem Einsatz wird
sodann in beliebiger üblicher Weise an eine Vakuumpumpe mittels einer nicht mit
dargestellten Anschlußöffnung angesetzt. Bei fortschreitender Evakuierung verringert
sich in der oben beschriebenen Weise durch den äußeren Atmosphärendruck der Abstand
zwischen dem Einsatz und ,dem Gefäß, und bei vollendeter Evakuierung liegen die
beiden Teile so @zueinander, wie in Fig. 2 angedeutet.
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Auf die vorstehend beschriebene Weise läßt sich also ein vollständiger
wärmeisolierender Behälter herstellen.
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Manchmal kann es auch empfehlenswert sein, zuerst getrennte wärmeisolierende
Platten herzustellen, die dann zwischen die Außenwand und die Innenwand von Kühlschränken
an Stelle der dort bisher verwendeten Wärmeisolationsplatten eingeschoben werden.
Wenn man einen Kühlschrank in dieser Weise zu bauen wünscht, kann man eine Wärmeisolationsplatte
nach Fig. 7 und 8 verwenden. In Fig. 7 und 8 ist ein Schnitt durch eine solche beispielsweise
rechteckförmige Platte zum Einsatz zwischen die Innenwand und die Außenwand eines
Kühlschrankes dargestellt. Die Platte 2i besteht aus einer Wand 22, die aus verhältnismäßig
starkem, nicht deformierbarem Material gefertigt ist, und einer zweiten Wand 23
aus verhältnismäßig dünnem, deformierbarem Material. Beide Wände sind längs ihrer
Kanten 24 beispielsweise durch Schweißen luftdicht miteinander verbunden. Der Raum
zwischen den Wänden 22 und 23 ist mit einem Füllmaterial 25, beispielsweise
mit Glaswolle, gefüllt. Dieser Raum kann über eine Leitung 26 entlüftet werden.
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Wie bei dem oben beschriebenen wärmeisolierenden Behälter erläutert,
wird das Füllmaterial 25 während der Evakuierung stärk komprimiert, da die Wände
22 und 23 ihren Abstand verringern. Damit diese Bewegung der Wände auf die Nähe
der Wandkanten beschränkt bleibt und der Rest der Wand seine ebene Form behält,
wird die dünne Wand 23 am Rand wellblechartig verformt, wie bei 27 dargestellt.
Bei der Evakuierung
bleibt dann der mittlere Teil 28 der Wand 22
annähernd eben, und die Formänderung findet nur an den wellblechartig verformten
Rändern statt. Der mittlere Teil der Wand 23 schnappt bei dieser Ausführungsform
in ähnlicher Weise wie bei einem Ölkännchen in diejenige Lage, die in Fig. 8 dargestellt
ist, so daß im evakuierten Zustand gemäß Fig.8 die Vakuumisolationsplatte einen
vorstehenden Rand 29 hat, der einen praktisch ebenen Mittelteil umschließt.