WO2011020617A2 - Heat-insulating element and method for the production thereof - Google Patents

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    • Y02B80/10Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • the invention relates to thermal insulation elements of low thermal conductivity, for example for thermal insulation or thermal insulation of buildings or technical equipment, with multicellular, individually sealed, evacuated cavities and o o process for producing such thermal insulation elements.
  • Thermal insulation elements are used in many areas from the refrigerator to the thermal insulation of space capsules. Due to the need of
  • Heat flow through a solid depends on its thermal conductivity.
  • Thermal conductivity of a solid results from its length, the passage area of the heat flow and a material-specific thermal conductivity ⁇ . It is the
  • low thermal conductivity materials used for thermal insulation purposes include mineral wool and fibers, hollow fibers, perlites, as well as natural or biological materials such as virgin wool or straw. With these materials, a thermal conductivity ⁇ of 0.03 to 0.08 W / (mK) is typically achieved. The low thermal conductivity is based on the one on the low
  • the thermal conductivity of the enclosed gas must be reduced.
  • a gas with very low thermal conductivity is carbon dioxide ( ⁇ -0.015 W / (mK)), which is often used in high-damping materials for this reason.
  • a permanent inclusion in, for example, foamed plastics is difficult because it comes to the outdiffusion of the gas over time. At present, many efforts are being made to further reduce the thermal conductivity of thermal insulation materials.
  • Evacuated or “vacuum” means that a fluid in a volume, for example in one of the cells 4A, 4B, 4C, of Figure 1 has a pressure significantly lower than the atmospheric pressure at
  • Normal conditions is. This may be a rough vacuum at 10 to 10 Pa, a fine vacuum of 10 2 to 10 1 Pa, a high vacuum of 10 "1 to 10 " 4 Pa or even an ultra-high vacuum of less than 10 "4 Pa.
  • a known embodiment of such a vacuum insulation is to evacuate the cavity of a double-walled container. This is used for Example in thermoses or Dewar vessels.
  • the double-walled cavities the walls of which are a few millimeters apart, usually consist of glass or stainless steel surfaces and have no supporting structures. Residual pressure is in the range of 10 " 'Pa. Due to the lack of support core, mainly rotationally symmetric 5 containers can be realized In such vacuum-insulated structures without support core, the edge losses via the contact points of the two parts of the double jacket account for most of the heat losses.
  • Thermal insulation is known as a vacuum insulation panel (Vacuum Insulated Panel, VIP for short) (for example from DE 1 434 758, DE 38 28 669). It consists of a porous core material and a sufficiently gastight envelope. The core material serves as a support body and the shell prevents the gas entry into the insulation board. With such materials o thermal conductivities of about 0.004 W / (mK) can be realized. This value is lower by a factor of 5-10 compared to conventional insulating materials (e.g., polystyrene). Due to the ecological and economic benefits is for vacuum insulation panels, especially for insulation in house construction, especially after Passivhausstandart a large
  • the chambers are initially each an opening to be sucked by the gases contained; after suction, the opening is closed. In one example, multiple layers of such chambers are stacked.
  • the present invention is based on the object, heat insulation elements of the type mentioned but to further improve.
  • the invention provides a thermal insulation element which comprises at least two layers, wherein the layers are each formed from a plurality of strands which are approximately parallel to each other and interconnected in a plane, the strands each of a plurality of hollow, at least partially evacuated elongated cells are arranged in a row one behind the other, and wherein the cells are made of a hardenable material and assembled during curing so that each cell with the cells of the adjacent Strands of the same layer and the cells of the adjacent layers is directly connected.
  • the invention also provides a process for producing a thermal insulation element, comprising the steps of: melting starting material for the
  • Thermal insulation element Injecting the molten material through an opening into an evacuated chamber as at least one strand enclosing one or more cavities; and multiple necking the or each strand at intervals along the strand and stretching the strand such that the wall thickness of the or each strand is reduced to the desired extent.
  • a layer is formed in which the strands are arranged approximately parallel to each other and connected together in a plane and in which each strand adjacent to two further strands, wherein the strands are joined together before they are cured.
  • the cells are made of glass.
  • the cells are formed from hardenable plastic.
  • each cell is directly connected to the cells of the adjacent strands of the same stratum and the cells of the adjacent strata via one or more material bridges.
  • the at least partially evacuated cells can after another
  • Embodiment also be filled with an insulating material.
  • a cross-section of the at least two superposed layers has a pattern of regular hexagons.
  • the heat-insulating element further comprises at least one infrared-reflective coating.
  • the infrared-reflective coating is disposed between the layers.
  • the heat-insulating element is permeable to light in the visible range.
  • the thermal insulation element further comprises a layer for protection against mechanical stress.
  • the thermal insulation element is configured to enter into a connection with a facade coating.
  • the thermal insulation element has at least four layers.
  • Layers are each combined in a layer package, in which the constrictions of the layers are arranged at equal intervals, wherein adjacent constrictions of different layers are arranged in a constriction plane perpendicular to the strand direction, and the constricting planes of adjacent layer packages are arranged offset to one another.
  • gaps between the cells are evacuated.
  • a thermal insulation effect depends on a direction of a temperature gradient.
  • the heat-insulating element at lateral edges on a connection profile for the positive connection with an adjacent thermal insulation element.
  • the Wämedärnmelement at lateral edges on a coating for thermally insulating connection with an adjacent thermal insulation element.
  • the thermal insulation element with a
  • Photovoltaic element or a solar panel combined.
  • a layer is formed from a plurality of strands, in which the strands are connected and extend approximately parallel to one another and in which each strand adjoins at most two further strands.
  • the layer is adapted to the shape of a body to be insulated.
  • the layer becomes a tubular
  • At least two layers are stacked.
  • the constrictions of the strands of one of the at least two layers to the constrictions in another layer in
  • the at least two layers are divided into uniform sections so as to provide a connection profile at lateral edges
  • the at least two layers form a thermal insulation element.
  • the strands are arranged parallel to a pipeline. They serve in the form of a pipe jacket the insulation of the pipe and could be used for insulation requirements in pipeline construction and in solar thermal energy.
  • one or more layers on the inside or outside are provided with a photovoltaic layer.
  • the thermal insulation element is removed through a vacuum lock from the evacuated chamber.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of a thermal insulation element according to the invention with a plurality of cells
  • FIG. 2 shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a heat-insulating element according to the invention with a plurality of cells and a flat cross-sectional area;
  • FIG. 3a shows a cross-sectional view of a further embodiment of a heat-insulating element according to the invention with cells with a round cross-section;
  • 3b shows a cross-sectional view of a further embodiment of a heat-insulating element according to the invention with hexagonal cells
  • 3c shows a cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a heat-insulating element according to the invention with octagonal cells
  • Fig. 4 is a perspective view of an exemplary embodiment of a
  • Fig. 5 is a perspective view of an exemplary embodiment of a
  • heat insulation elements according to the invention with superimposed layers surrounded o of a protective structure and a fold as a connection profile for positive locking
  • Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment of a
  • the layers 2A, 2B, 2C, 2D are approximately parallel and immediately adjacent to each other.
  • Each layer 2A, 2B, 2C, 2D comprises several strands,
  • 3A, 3B, 3C, 3D exemplified by 3A, 3B, 3C, 3D.
  • the strands 3A, 3B, 3C, 3D of a layer 2A, 5 2B, 2C, 2D are approximately parallel to each other.
  • the illustrated embodiment the
  • Strands 3 A, 3 B, 3 C, 3D of a layer 2A, 2B, 2C, 2D also approximately parallel to the strands of the adjacent layers.
  • Each strand 3A, 3B, 3C, 3D comprises a plurality of cells, exemplified by 4A, 4B, 4C.
  • the cells 4A, 4B, 4C in a strand 3A, 3B, 3C, 3D are arranged in a row, ie each cell 4A, 4B, 4C has in the same strand 3A, 3B, 3C, 3D at most two adjacent neighboring cells.
  • the cells 4A, 4B, 4C are approximately tubular in this example, ie, their dimension in the strand direction is greater than their dimensions transverse to the strand direction.
  • the cells 4A, 4B, 4C are respectively evacuated or at least partially evacuated, ie in the cells a pressure of about 10 2 Pa prevails.
  • Each cell 4A, 4B, 4C is individually sealed gas-tight, ie, a gas exchange between the cells 4A, 4B, 4C or between a cell 4A, 4B, 4C and a
  • the anisotropic elongated geometry of the structure also causes anisotropy of the thermal conductivity in the ratio of about 2: 1.
  • the main insulating effect is given perpendicular to the element structure.
  • the strands 3A, 3B, 3C, 3D therefore extend approximately at right angles to a heat-insulating direction, the heat-insulating direction for the region of the application describing the mean direction of heat flows through the heat-insulating element when used as intended.
  • the heat-insulating direction therefore runs approximately parallel to a gradient of the temperature in the region of the heat-insulating element 1.
  • the cells 4A, 4B, 4C form a regular or irregularly arranged structure and are individually evacuated.
  • the thermal insulation element 1 is constructed of individual mutually thermally independent cells.
  • a mechanical impact on the component such as a shock, drilling a hole or penetrating sharp objects (e.g., a nail)
  • only locally cells are damaged and only lose their highly insulating properties.
  • Thermal insulation element 1 as such remains functional.
  • Thermal conductivity would increase to the level of an ambient fluid.
  • each strand 3A, 3B, 3C, 3D has a round cross section.
  • Each layer 2A, 2B, 2C, 2D is offset by one-half the strand width from the adjacent layers 2A, 2B, 2C, 2D so that, for example, strands 3A, 3B, 3C of layer 2D each have a boundary 6A, 6B, 6C between two Cover strands of the adjacent layer 2C.
  • Each cell 4A, 4B, 4C is directly connected to the cells 4A, 4B, 4C of the adjacent strands 3A, 3B, 3C, 3D of the same layer and the adjacent layers 2A, 2B, 2C, 2D. Since the cells are made of glass in this example, thus creates a stable and dense heat-insulating structure of a component that carries itself 5, without an additional support or support material between the cells is necessary.
  • the strands 3A, 3B, 3C, 3D are joined together for bonding before they are fully cured, after being melted as a raw material e.g. Glass by a mold to strands with one of the form
  • each cell 4A, 4B, 4C is connected to the cells 4A, 4B, 4C of the adjacent strands 3A, 3B, 3C, 3D of the same layer 2A, 2B, 2C, 2D and the cells of the adjacent layers 2A, 2B, 2C, 2D directly connected via one or more material bridges.
  • the walls of the cells 4A, 4B, 4C are at least partially fused to the walls of the adjoining cells 4A, 4B, 4C of the adjacent strands 3A, 3B, 3C, 3D, so that adjoining walls merge into one another without an additional wall Carrier or support material between the cells is necessary.
  • the positioning of the strands to each other in this example is similar to the positioning of hexagons of a regular hexagon pattern, as known from honeycombs.
  • the thermal insulation element 1 is replaced by a very high mechanical stability in addition to the thermal insulation effect.
  • the thermal insulation element 1 in addition to his
  • Thermal insulation effect can also take a structural-static function.
  • constrictions 5A, 5B close the cells 4A, 4B, 4C in a strand 3A, 3B, 3C, 3D against each other.
  • the cells are arranged in one embodiment such that the constrictions 5A, 5B are not the same for all the cells 4A, 4B, 4C Height are arranged, but that the constrictions 5A, 5B offset from the
  • Constrictions 5A, 5B are arranged in the adjacent strands and / or layers. This arrangement reduces heat flows through the thermal insulation element 1:
  • thermal insulation element 1 a heat flow occurs essentially along the cell walls, since a heat flow is minimal in the interior of the cells due to the vacuum.
  • the thermal conductivity of the thermal insulation element 1 is therefore essentially determined by the
  • Thermal conductivity of the cell walls and the geometry of the heat-insulating element 1 is influenced, namely by a surface passing through the heat flow and a path length through the thermal insulation element 1.
  • the cell walls are not only designed as thin as possible, the staggered arrangement of the cells also extends the average path length the thermal insulation element 1 in relation to the thickness of the heat-insulating element 1, which reduces a relative thermal conductivity.
  • the constrictions 5A, 5B provide a path through the thermal barrier element which has a higher thermal conductivity than a path exclusively along the lateral cell walls. This is due to the fact that when constricting the hollow strands, the cell walls are pulled together and the strands are shortened slightly, so that in the area of the constrictions 5 A, 5 B more material in relation to
  • the constrictions 5A, 5B of the layer 2D are moreover arranged in the vicinity of the constrictions of the layer 2 after the next. Between these constrictions are cell walls of adjacent strands of the intermediate layer 2C. This results along these constrictions and the cell walls, an approximately rectilinear and therefore relatively short path through the thermal insulation element 1, whereby a thermal conductivity is increased in this area. In a particular embodiment, therefore, the constrictions in three
  • 3a shows a cross section of a further exemplary embodiment of a heat-insulating element 1 according to the invention with six layers 2A-2F of strands 3 with a round cross-section.
  • the thermal insulation element 1 has at its outer layers 2A, 2F each have a cover 8A, 8B, which protects the cells of the heat-insulating element 1 against mechanical stress. Due to the round cross section of the strands 3, the strands 3 can not fill a volume of the heat-insulating element 1 completely. There are therefore interstices 7 between the strands 3. The interstices 7 extend along the strands 3 and form a passage for fluids. As can be seen in FIGS.
  • Constrictions 5A, 5B at least partially blocked for fluid transport and evacuated, so that a heat flow through the interstices 7 is prevented.
  • Blockages in a particular exemplary embodiment are designed so that heat conduction through the blocks remains minimal.
  • the blockages are as thin as possible in this embodiment and made of a material with a low thermal conductivity.
  • the thermal insulation element 1 in addition to its thermal insulation effect, can also assume a structural-static function.
  • Heat-absorbing elements 1 filled with a solid with low thermal conductivity to prevent convection through the thermal insulation element.
  • the constrictions surround the strands 3 not completely, but are formed only as depressions on one side or on two opposite sides of the strands 3, so that the
  • Diameter of the strands 3 is partially retained even in the area of constrictions. With a suitable orientation about the longitudinal axis of the strands 3, the layers are thus impermeable to fluids in the heat-insulating direction.
  • 3b shows an alternative embodiment in which the cross section of a strand 3 5 is approximately hexagonal, so that the volume of a heat-insulating element 1 is filled by the strands 3 and gaps 7 between the strands 3 are minimal or avoided.
  • a heat flow along the free areas around the constrictions is prevented by arranging all the constrictions such that the free areas of the constrictions are not in fluid communication with each other. Although the free areas are evacuated around the constrictions, a heat flow along the constrictions is largely prevented. The areas where the strands touch 3, are in this
  • each wall in the region of the contacting surfaces is formed by the walls of two cells, these walls are twice as thick as the cell walls of a single strand 3. Strands 3 with further reduced wall thickness can therefore be used for this region.
  • the wall thickness of the cells of a structure having round cross sections is reduced to a technically possible minimum, without thereby falling below a required mechanical strength, it may optionally be calculated and / or tested whether this structure 5 offers better thermal resistance than a structure with a cross section
  • Hexagons It depends on various parameters. For example, increases an increased contact area between strands of 3 superimposed layers, the thermal conductivity of the heat-insulating element 1.
  • Solid to seal the gaps 7 contributes in such embodiments to o heat conduction along the direction of thermal insulation.
  • FIG. 3 c has a thermal insulation element 1 cells with a Cross section pattern of regular octagons. Such a cross section arises, for example, when superimposed strands 3 are not offset but in
  • Heat insulation direction are arranged on each other. This arrangement results in the same thickness of the individual layers to a thicker thermal insulation element 1.
  • a thicker thermal insulation element 1 is generally better suited to a bending load of
  • Endure thermal insulation elements 1 the number of gaps 7 between two layers 2 is reduced, so that fewer gaps 7 must be blocked. Also, the number of contact points between two layers 2 is lower than in a staggered structure, which provides a thermal resistance of the
  • Heat-insulating elements 1 basically increased.
  • Layer packages 20A, 20B, 20C form.
  • all the constrictions are approximately equidistantly spaced, and adjacent constrictions of different layers are each arranged approximately in a constriction plane 50A, 50B, 50C perpendicular to the strand direction in constriction groups.
  • a constriction plane 50A, 50B, 50C perpendicular to the strand direction in constriction groups.
  • the constriction plane 50C is offset from the constriction planes 50A, 50B of the outer layer package 20A.
  • short paths are avoided by the thermal insulation element 1 in the region of constrictions, since not only the boundaries between two strands lie on a straight path through the furnisheddärnmelement 1 along the constrictions, but also at least one strand is superimposed, which overlaps the boundary. Because in this embodiment
  • the constrictions of multiple layers are arranged in the same places, it is easier to produce than embodiments in which the locations of the constrictions for each layer differ from adjacent layers.
  • Fig. 5 shows a detail of the perspective view of another
  • Embodiment of a thermal insulation element 1 according to the invention consisting of several sub-elements.
  • the thermal insulation element 1 has nine examples here
  • Layers 2A-2A each grouped into three groups, of strands 3 each consisting of a plurality of closed cells 4 on.
  • a protective layer 10 Between the layer 2C and the layer 2D and between the layer 2G and the layer 2H is a infrared reflecting layer 9 arranged.
  • the outside of the heat-insulating element 1 is covered with a protective layer 10.
  • This has, for example, predominantly two functions: First, it provides mechanical protection of the layers, on the other hand, it allows a simple mechanical processing or installation of the elements. In order to minimize thermal bridges caused by air gaps between adjacent elements, the thermal insulation element 1 according to FIG. 5 is designed such that it contains a groove or recess 12 on the lateral edge surface.
  • An adjacent (not shown) Wärmdämmelement has formed on the lateral edge surface, for example, a spring or a recess 12 complementary to the recess so that two o adjacent thermal insulation elements can be connected at the lateral abutment surface via the coupling of the example tongue / groove.
  • Fig. 5 shows the area 5 "cuts in the thermal insulation element 1 for the better
  • the diameter of the cells may be the same or may vary for all cells.
  • a preferred embodiment comprises cells in the form of a honeycomb structure with a diameter of 1-10 mm and a wall thickness of 5-150 ⁇ m.
  • the cells have a length of 1-50 cm in this embodiment.
  • the heat-insulating element 5 preferably consists of 3-1000 layers of these cells and is designed to have an area of
  • the edge region may be formed in the form of a groove or a step, so that profiles adjacent
  • Heat insulation elements into each other or overlap are preferably glass or a
  • the quality of the vacuum is preferably to be chosen so that the free path of the remaining gas molecules is a multiple of Diameter of the elements is, for example, in a fine or high vacuum at a pressure of 10 to 10 '4 Pa.
  • a preferred embodiment is a thermal insulation element based on FIG. 1. 5
  • the thermal insulation according to the invention consists essentially of a
  • Glass structure Glass as a material combines the advantages of high diffusion-tightness and pressure stability with low raw material costs.
  • This glass structure consists of eight layers, each with a honeycomb diameter of 5 mm, one length of each
  • the entire element has a width of 750x750mm 2 and a thickness of 50mm.
  • the residual pressure of the enclosed gas (air) is less than 1 Pa (to withstand this pressure against the external pressure would be at least a wall thickness of 8,5 ⁇ required).
  • Between each of the eight layers is an infrared-reflective aluminum layer.
  • the thus formed 5 thermal insulation element has a thermal conductivity of ⁇ ⁇ 0.01 W / mK.
  • This value is at least a factor of 4 smaller than the best classic
  • Insulating materials e.g., mineral wool ⁇ -0.04 W / mK. This means, for example, that an extremely well-insulated house wall of a passive house does not have one
  • Insulation thickness of 350mm, but with an insulating layer of 100mm to o is realized. This allows for the same insulating effect significantly slimmer
  • Wall structures In passive house construction, the classically insulated walls are z.T. an insulating material with a layer thickness of 350mm provided. This typically leads to a total wall construction with a wall thickness of 500mm and more for solid houses in the passive house standard. This aesthetic disadvantage is with the invention
  • External size of the house is significantly more living space available through the use of the device according to the invention (per meter wall surface and floor results in a surface difference of 0.25m 2 ).
  • This corresponds to an area gain of 18m (20m minus 10% wall portion).
  • the total cost of a home is typically quoted in Euros per square meter of living space.
  • the area profit would correspond with a total price of 1200 € / m 2 a sum of 216006. Also If this is only a very simplified estimate, it will nonetheless be readily apparent that possible additional costs of such a system compared to today's conventional and state-of-the-art insulation materials can be quickly relativized or even overcompensated.
  • Heat insulation element to be surrounded by an outer shell.
  • This shell is preferably made of relatively soft material with thermal insulation properties. This may, for example, be a wrapper with liquid wood or polystyrene.
  • an infrared-reflective coatings are applied.
  • the coating is realized in one embodiment by vapor deposition of a metal layer, for example a thin aluminum layer. Even small infrared-reflecting particles between the cells or as part of the material of the cells can take over the function of infrared reflection.
  • the infrared-reflective coating does not just reflect
  • Thermal radiation from a warmer area outside the heat-insulating element it also reduces heat radiation from the thermal insulation element to an environment.
  • the thermal insulation element is made transparent and acts in conjunction with a light-absorbing layer on the
  • Thermal insulation function for the thermal building envelope takes over and serves as housing and weatherproof encapsulation of photovoltaic elements.
  • Another particularsbei game is a thermal insulation element, which is composed of individual closed honeycomb, cuboid or round cells. These cells are evacuated or filled with a gas with low residual pressure. The closed cells are also filled with a filling material (eg foams, perlite, 5 natural or synthetic fibers).
  • a filling material eg foams, perlite, 5 natural or synthetic fibers.
  • Another exemplary embodiment may contain getters which bind possible residual gases and moisture in the individual cells.
  • a raw material such as glass or plastic, is melted and passed by means of a supply line in an evacuated manufacturing chamber (vacuum chamber).
  • the raw material in the manufacturing chamber, is in one
  • This shape forms, for example, a row of tubes or a honeycomb structure two-dimensionally so that strands emerge from this shape, which have a corresponding cross-section.
  • Production chamber is completely evacuated or may still have a residual pressure of special gases or air.
  • the molded material is mechanically guided after leaving the mold so that the desired shape is formed.
  • the structure is stretched in order to achieve very thin, uniform wall thicknesses
  • the strands are tapered in the following step at regular intervals by means of mechanical devices, for example by impellers, so that they are closed at intervals by constrictions.
  • This occlusion results in the formation of local three-dimensional chambers, ie the cells in which the manufacturing chamber pressure o is enclosed and thus conserved.
  • the order of the process steps can also be designed differently: first constrict, then stretch, or first stretch and then constrict.
  • the structure cools down in the further course and hardens.
  • the thus pressed and drawn structure of several strands with cells in a plane represents a layer of insulating material.
  • Manufacturing arrangement spatially arranged several times in a row in one embodiment.
  • the individual layers are laid one on top of the other in the course of the process and connect to the thermal insulation element.
  • Embodiment only one layer is formed and placed in meanders on top of each other. In an alternative embodiment, at least one layer is rolled up into a tube.
  • the contact surfaces between the strands are larger or smaller. For example, if the strands are already nearly cured when stacked, they barely change shape, leaving the contact areas small. If the strands are not hardened so far, the contact surfaces are larger due to adhesion forces and it can be in a particular embodiment, strands with hexagonal
  • the strands Before the strands are assembled in multiple layers, they are at least cooled to the extent that the cavities are preserved inside the cells despite a load by adjacent strands.
  • the strands are assembled before they are fully cured so that they bond to adjacent strands so that no fluid penetrates between the strands.
  • the strands fuse together in the region of their contact points, so that adjoining walls of adjacent strands are integrally formed and the adjacent strands are mechanically directly connected after curing.
  • interstices 7 between strands and / or free areas are sealed around constrictions in some places before two layers are stacked so that the interstices 7 and / or free areas remain evacuated around the constrictions when the heat insulation element is removed from the
  • Production chamber is removed.
  • individual layers are provided with an infrared light and heat radiation reflecting layer. This can take the form of a
  • a trimming device cuts the
  • process chain mentioned above can optionally have another
  • the finished modules are placed in a mold.
  • the mold is filled with a low cost thermal insulating material (e.g., styrofoam, plastics, natural or liquid wood).
  • a low cost thermal insulating material e.g., styrofoam, plastics, natural or liquid wood.
  • the inner structure is surrounded by a protective cover.
  • the material properties of the protective cover can be selected so that they can be used directly for the intended use as support material, e.g. suitable for plasters.
  • the protective cover is in some embodiments so with
  • the protective cover facilitates the processing and prevents functional damage to the insulating element, as in particular in the construction industry often harsh environmental conditions

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Abstract

The invention relates to a thermal heat-insulating element, which comprises at least two abutting layers, wherein each layer is formed from a plurality of connected strands, which run parallel to one another and are arranged in one plane. Each strand is formed from a plurality of connected, hollow and evacuated, elongated cells, each cell in the same strand adjoins no more than two further cells, all of which are sealed with respect to one another by constrictions, and the cells of a layer are arranged offset in the strand direction with respect to the respectively adjoining cells of an adjoining layer. The invention additionally relates to a method for producing a heat-insulating element, comprising melting material, pressing the molten material through an opening into an evacuated chamber in the form of a hollow strand, constricting the strand at approximately equal intervals, and stretching the strand, so that the wall thickness of the strand is reduced.

Description

WÄRMEDÄMMELEMENT UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG  HEAT INSULATION ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
5 Gebiet der Erfindung 5 Field of the invention
Die Erfindung betrifft thermische Wärmedämmelemente geringer Wärmeleitfähigkeit, zum Beispiel zur Wärmedämmung bzw. Wärmeisolation von Gebäuden oder technischen Geräten, mit mehrzelligen, einzeln abgeschlossenen, evakuierten Hohlräumen sowie ein o Verfahren zur Herstellung derartiger Wärmedämmelemente. The invention relates to thermal insulation elements of low thermal conductivity, for example for thermal insulation or thermal insulation of buildings or technical equipment, with multicellular, individually sealed, evacuated cavities and o o process for producing such thermal insulation elements.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Thermische Wärmedämmelemente finden in vielen Bereichen vom Kühlschrank bis zur 5 Wärmedämmung von Raumkapseln ihren Einsatz. Aufgrund der Notwendigkeit der Thermal insulation elements are used in many areas from the refrigerator to the thermal insulation of space capsules. Due to the need of
Energieeinsparung beim Heiz- und Kühlenergieverbrauch von Häusern, Gebäuden und Kühl- und Gefrierschränken und -räumen sind hocheffiziente wärmedämmende  Energy savings in heating and cooling energy consumption of houses, buildings and refrigerators and freezers and rooms are highly efficient heat-insulating
Umhüllungen notwendig und sinnvoll. o Die Wärmemenge, die von einem wärmeren Bereich zu einen kälteren Bereich in einem bestimmten Zeitabschnitt übertragen wird, wird als Wärmestrom bezeichnet. Der  Servings necessary and meaningful. o The amount of heat that is transferred from a warmer area to a colder area in a certain period of time is called heat flow. Of the
Wärmestrom durch einen Festkörper hängt von seinem Wärmeleitwert ab. Der  Heat flow through a solid depends on its thermal conductivity. Of the
Wärmeleitwert eines Festkörpers ergibt sich aus seiner Länge, der Durchtrittsfläche des Wärmestroms und einer materialspezifischen Wärmeleitfähigkeit λ. Dabei ist der  Thermal conductivity of a solid results from its length, the passage area of the heat flow and a material-specific thermal conductivity λ. It is the
5 Wärmeleitwert für einen Festkörper bei einer minimalen Durchtrittsfläche und/oder einer maximalen Weglänge für den Wärmestrom durch den Festkörper minimal. Neben der Wärmeleitung im Inneren des Festkörpers wird Wärme außerhalb des Festkörpers durch Konvektion, also den Transport von Molekülen, und Wärmestrahlung des Festkörpers abgegeben. Thermische Isolation oder Dämmung bedeutet, wenigstens einen dieser Effekte 0 zu verringern. Bei Häusern, Gebäuden, Kühl- und Gefrierschränken und -räumen werden heutzutage leicht verfügbare und dazu großflächige kostengünstige Dämmmaterialien, die über geringe Wärmeleitfähigkeit verfügen eingesetzt. Ein Vertreter dieser Materialien ist Polystyrol (Styropor™). Dies besteht im wesentlichen aus Schaumkugeln, die mit Gasen oder Luft gefüllt sind. Weitere Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, die für Wärmedämmzwecke eingesetzt werden sind Mineralwolle und -fasern, Hohlfasern, Perlite, sowie natürliche oder biologische Stoff wie z.B. Schurwolle oder Stroh. Mit diesen Materialien wird typischerweise eine Wärmeleitfähigkeit λ von 0,03 bis 0,08 W/(mK) erreicht. Die geringe Wärmeleitfähigkeit beruht zum einen auf der niedrigen 5 Wärmeleitwert for a solid at a minimum passage area and / or a maximum path length for the heat flow through the solid minimum. In addition to the heat conduction in the interior of the solid, heat is released outside the solid by convection, ie the transport of molecules, and heat radiation of the solid. Thermal insulation or insulation means to reduce at least one of these effects. In homes, buildings, refrigerators and freezers and rooms nowadays readily available and large-scale cost-effective insulation materials, which have low thermal conductivity are used. One representative of these materials is polystyrene (Styropor ™). This consists essentially of foam balls filled with gases or air. Other low thermal conductivity materials used for thermal insulation purposes include mineral wool and fibers, hollow fibers, perlites, as well as natural or biological materials such as virgin wool or straw. With these materials, a thermal conductivity λ of 0.03 to 0.08 W / (mK) is typically achieved. The low thermal conductivity is based on the one on the low
Wärmeleitfähigkeit des Gerüstmaterials selbst, zum anderen aber maßgeblich auf der geringen Wärmeleitfähigkeit des eingeschlossenen Gases. Im Falle der meisten herkömmlichen Dämmmaterialien ist Luft eingeschlossen. Luft hat eine Thermal conductivity of the framework itself, but on the other significant on the low thermal conductivity of the enclosed gas. In the case of most conventional insulation materials, air is trapped. Air has one
Wärmeleitfähigkeit von λ -0,0261 W/(mK). Um die Wärmeleitfähigkeit des Thermal conductivity of λ -0.0261 W / (mK). To the thermal conductivity of the
Dämmmaterials zu verringern muss neben der Optimierung des Gerüstmaterials die Wärmeleitfähigkeit des eingeschlossenen Gases reduziert werden. In addition to optimizing the framework material, the thermal conductivity of the enclosed gas must be reduced.
Ein Gas mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit ist Kohlenstoffdioxid (λ -0,015 W/(mK)), welches aus diesem Grunde häufig bei hochdämmenden Materialien eingesetzt wird. Ein dauerhafter Einschluss in beispielsweise aufgeschäumte Kunststoffe ist schwierig, da es im Laufe der Zeit zum Ausdiffundieren des Gases kommt. Es werden gegenwärtig sehr viele Anstrengungen unternommen, um die Wärmeleitfähigkeit von Wärmedämmmaterialien weiter zu reduzieren. A gas with very low thermal conductivity is carbon dioxide (λ -0.015 W / (mK)), which is often used in high-damping materials for this reason. A permanent inclusion in, for example, foamed plastics is difficult because it comes to the outdiffusion of the gas over time. At present, many efforts are being made to further reduce the thermal conductivity of thermal insulation materials.
Ein technologisch anspruchsvoller Ansatz ist es die Anzahl der Gasmoleküle durch Herstellung eines Vakuums zu reduzieren. "Evakuiert" oder "Vakuum" bedeutet, dass ein Fluid in einem Volumen, beispielsweise in einer der Zellen 4A, 4B, 4C, der Abbildung 1 einen Druck aufweist, der deutlich geringer als der Atmosphärendruck bei A technologically sophisticated approach is to reduce the number of gas molecules by creating a vacuum. "Evacuated" or "vacuum" means that a fluid in a volume, for example in one of the cells 4A, 4B, 4C, of Figure 1 has a pressure significantly lower than the atmospheric pressure at
Normalbedingungen ist. Dabei kann es sich um ein Grobvakuum bei 10 bis 10 Pa, ein Feinvakuum von 102 bis 10-1 Pa, ein Hochvakuum von 10"1 bis 10"4 Pa oder auch um ein Ultrahochvakuum von unter 10"4 Pa handeln. Normal conditions is. This may be a rough vacuum at 10 to 10 Pa, a fine vacuum of 10 2 to 10 1 Pa, a high vacuum of 10 "1 to 10 " 4 Pa or even an ultra-high vacuum of less than 10 "4 Pa.
Eine bekannte Ausführungsform einer solchen Vakuumdämmung besteht darin, den Hohlraum eines doppelwandigen Behälters zu evakuieren. Diese findet Einsatz zum Beispiel in Thermoskannen bzw. Dewar-Gefaßen. Die doppel wandigen Hohlräume, deren Wände einige Millimeter voneinander entfernt sind, bestehen hier in der Regel aus Glasoder Edelstahlflächen und kommen ohne Stützstrukturen aus. Restdruck ist im Bereich von 10"' Pa. Aufgrund des fehlenden Stützkernes können vorwiegend rotationssymmetrische 5 Behälter realisiert werden. Bei solchen vakuumgedämmten Strukturen ohne Stützkern machen die Randverluste über die Kontaktstellen der beiden Teile des Doppelmantels den größten Teil der Wärmeverluste aus. A known embodiment of such a vacuum insulation is to evacuate the cavity of a double-walled container. This is used for Example in thermoses or Dewar vessels. The double-walled cavities, the walls of which are a few millimeters apart, usually consist of glass or stainless steel surfaces and have no supporting structures. Residual pressure is in the range of 10 " 'Pa. Due to the lack of support core, mainly rotationally symmetric 5 containers can be realized In such vacuum-insulated structures without support core, the edge losses via the contact points of the two parts of the double jacket account for most of the heat losses.
Anfang der 90er Jahre gab es in den USA Aktivitäten zur Entwicklung von Dämmstoffen o auf teilevakuierten Mikroglaskugeln basierend (vgl. US 5,500,287 und US 5,501871). At the beginning of the 1990s, there were activities in the USA for the development of insulating materials o based on partially evacuated glass microspheres (see US Pat. Nos. 5,500,287 and 5,501,871).
Unserer Kenntnis nach gibt es bis dato keine auf diesen Patenten beruhende kommerziellen Produkte.  To the best of our knowledge, there are no commercial products based on these patents.
Die andere Möglichkeit der Vakuumdämmung besteht in der Verwendung eines The other possibility of vacuum insulation is the use of a
5 Stützkerns. Ein solcher evakuierte Körper mit geringer Wärmeleitfähigkeit zur 5 support core. Such an evacuated body with low thermal conductivity for
Wärmedämmung ist als Vakuumdämmplatte (V acuum Insulated Panel, kurz VIP) bekannt (z.B. aus DE 1 434 758, DE 38 28 669). Sie besteht aus einem porösen Kernmaterial und einer ausreichend gasdichten Hülle. Das Kernmaterial dient als Stützkörper und die Hülle verhindert den Gaseintrag in die Dämmplatte. Mit solchen Materialien lassen sich o Wärmeleitfähigkeiten von etwa 0,004 W/(mK) realisieren. Dieser Wert ist im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen (z.B. Polystyrol) um den Faktor 5-10 geringer. Auf Grund der ökologischen und ökonomischen Vorteile wird für Vakuumdämmplatten insbesondere für die Dämmung im Hausbau insbesondere nach Passivhausstandart ein großes  Thermal insulation is known as a vacuum insulation panel (Vacuum Insulated Panel, VIP for short) (for example from DE 1 434 758, DE 38 28 669). It consists of a porous core material and a sufficiently gastight envelope. The core material serves as a support body and the shell prevents the gas entry into the insulation board. With such materials o thermal conductivities of about 0.004 W / (mK) can be realized. This value is lower by a factor of 5-10 compared to conventional insulating materials (e.g., polystyrene). Due to the ecological and economic benefits is for vacuum insulation panels, especially for insulation in house construction, especially after Passivhausstandart a large
Entwicklungs- und Marktpotential gesehen.  Development and market potential seen.
5 5
Bisher ist die Herstellung dieser Materialien aufwendig und der damit verbundene Preis folglich hoch. Darüber hinaus ist eine solche Dämmplatte sehr empfindlich gegenüber mechanischen Beschädigungen. Eine noch so kleine Beschädigung in der luftdichten Hülle an einer beliebigen Stelle läßt Umgebungsluft eindringen und führt so zur massiven o Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit der gesamten Dämmplatte. Schon beim Verlegen dieser So far, the production of these materials is expensive and therefore the associated price is high. In addition, such an insulating board is very sensitive to mechanical damage. No matter how small damage in the hermetic shell at any point can penetrate ambient air and thus leads to a massive o increase the thermal conductivity of the entire insulation board. Already while laying this
Platten können Beschädigungen leicht auftreten und diese sind im eingebauten Zustand nicht einfach feststellbar. Ein weiterer Nachteil der VIPs ist, dass der hohe Dämmwert nur theoretisch erreicht wird. In der Praxis treten beim Verlegen Fugen im Millimeterbereich auf, die sich nicht gänzlich vermeiden lassen. Solche Fugen verursachen bereits erhebliche unerwünschte Wärmebrücken. Plates damage can easily occur and these are not easily detected when installed. Another disadvantage of the VIPs is that the high insulation value is achieved only theoretically. In practice joints occur in the millimeter range during installation that can not be completely avoided. Such joints already cause significant unwanted thermal bridges.
Als Problem bei dem aktuellen Stand der Technik der Vakuumdämmplatten wird auch gesehen, dass die Langzeitstabilität der Luftdichtigkeit der Hülle nicht ohne weiteres über Jahrzehnte gewährleistet werden kann. Wenn die Hülle einer Vakuumdämmplatte beschädigt wird, bricht das Vakuum zusammen und die Wärmeleitfähigkeit des Paneels steigt drastisch an, wodurch es praktisch unbrauchbar wird. Insbesondere im Hausbau ist eine Stabilität des Vakuums über deutlich mehr als 20 Jahre gewünscht. As a problem with the current state of the art of vacuum insulation panels is also seen that the long-term stability of the hermeticity of the envelope can not be guaranteed easily over decades. When the shell of a vacuum insulation panel is damaged, the vacuum collapses and the thermal conductivity of the panel drastically increases, making it virtually unusable. Especially in house building a stability of the vacuum over well over 20 years is desired.
Ein Lösungsansatz für dieses Problem liefert zwar das Patent US 4,468,423. Es offenbart ein Wärmedämmelement, das aus mehreren einzeln evakuierten Kammern Although a solution to this problem provides the patent US 4,468,423. It discloses a thermal insulation element consisting of several individually evacuated chambers
zusammengesetzt ist. Die Kammern haben anfangs jeweils eine Öffnung durch die enthaltene Gase abgesogen werden; nach dem Absaugen wird die Öffnung verschlossen. In einem Beispiel werden mehrere Schichten solcher Kammern übereinander angeordnet. is composed. The chambers are initially each an opening to be sucked by the gases contained; after suction, the opening is closed. In one example, multiple layers of such chambers are stacked.
Ein weiterer Lösungsansatz ist in Patent US 3,769,770 offenbart. Es beschreibt ein Wärmedämmelement mit Hohlfasern, deren Inneres evakuiert ist. Die Hohlfasern sind ineinander verschlungen und werden mit einem spiegelnden Material beschichtet. Another approach is disclosed in US Pat. No. 3,769,770. It describes a thermal insulation element with hollow fibers whose interior is evacuated. The hollow fibers are intertwined and coated with a reflective material.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmedämmelemente der eingangs genannten Art aber weiter zu verbessern. The present invention is based on the object, heat insulation elements of the type mentioned but to further improve.
Kurzfassung der Erfindung Summary of the invention
Die Erfindung stellt ein thermisches Wärmedämmelement bereit, das wenigstens zwei Schichten umfasst, wobei die Schichten jeweils aus einer Mehrzahl von Strängen gebildet sind, die zueinander etwa parallel angeordnet und in einer Ebene miteinander verbunden sind, die Stränge jeweils aus einer Mehrzahl von hohlen, zumindest teilweise evakuierten länglichen Zellen gebildet sind, die in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, und wobei die Zellen aus einem aushärtbaren Material hergestellt und während des Aushärtens derart zusammengefügt worden sind, dass jede Zelle mit den Zellen der benachbarten Stränge der selben Schicht und den Zellen der benachbarten Schichten unmittelbar verbunden ist. The invention provides a thermal insulation element which comprises at least two layers, wherein the layers are each formed from a plurality of strands which are approximately parallel to each other and interconnected in a plane, the strands each of a plurality of hollow, at least partially evacuated elongated cells are arranged in a row one behind the other, and wherein the cells are made of a hardenable material and assembled during curing so that each cell with the cells of the adjacent Strands of the same layer and the cells of the adjacent layers is directly connected.
Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmelements bereit, umfassend die Schritte: Schmelzen von Ausgangsmaterial für das The invention also provides a process for producing a thermal insulation element, comprising the steps of: melting starting material for the
Wärmedämmelement; Einpressen des geschmolzenen Materials durch eine Öffnung in eine evakuierte Kammer als zumindest ein Strang, der ein oder mehrere Hohlräume umschließt; und Mehrfaches Einschnüren des oder jedes Strangs in Abständen entlang des Strangs und Strecken des Strangs, derart, dass die Wandstärke des oder jedes Strangs bis zum gewünschten Maß reduziert wird. Aus einer Mehrzahl von Strängen wird eine Schicht gebildet, in der die Stränge zueinander etwa parallel angeordnet und in einer Ebene miteinander verbunden sind und in der jeder Strang an zwei weitere Stränge angrenzt, wobei die Stränge zusammengefügt werden, bevor sie ausgehärtet sind. Thermal insulation element; Injecting the molten material through an opening into an evacuated chamber as at least one strand enclosing one or more cavities; and multiple necking the or each strand at intervals along the strand and stretching the strand such that the wall thickness of the or each strand is reduced to the desired extent. From a plurality of strands, a layer is formed in which the strands are arranged approximately parallel to each other and connected together in a plane and in which each strand adjacent to two further strands, wherein the strands are joined together before they are cured.
Weitere Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Other aspects and embodiments of the invention will become apparent from the
abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. dependent claims, the following description and the drawings.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Zellen aus Glas gefertigt. In one embodiment, the cells are made of glass.
In einem alternativen Ausfuhrungsbeispiel sind die Zellen aus aushärtbaren Kunststoff gebildet. In an alternative exemplary embodiment, the cells are formed from hardenable plastic.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind ist jede Zelle mit den Zellen der benachbarten Stränge der selben Schicht und den Zellen der benachbarten Schichten über eine oder mehrere Materialbrücken unmittelbar verbunden ist. In another embodiment, each cell is directly connected to the cells of the adjacent strands of the same stratum and the cells of the adjacent strata via one or more material bridges.
Die zumindest teilweise evakuierten Zellen können nach einem weiteren The at least partially evacuated cells can after another
Ausführungsbeispiel auch mit einem Isolationsmaterial gefüllt sein. Embodiment also be filled with an insulating material.
In einem anderen Ausführungsbeispiel weist ein Querschnitt der wenigstens zwei aufeinander liegenden Schichten ein Muster aus regelmäßigen Sechsecken auf. In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Wärmedämmelement des Weiteren wenigstens eine Infrarotlicht reflektierende Beschichtung. In another embodiment, a cross-section of the at least two superposed layers has a pattern of regular hexagons. In a further embodiment, the heat-insulating element further comprises at least one infrared-reflective coating.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist die Infrarotlicht reflektierende Beschichtung zwischen den Schichten angeordnet. In a particular embodiment, the infrared-reflective coating is disposed between the layers.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Wärmedämmelement für Licht im sichtbaren Bereich durchlässig. In a further embodiment, the heat-insulating element is permeable to light in the visible range.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Wärmedämmelement des Weiteren eine Schicht zum Schutz vor mechanischer Belastung auf. In a further embodiment, the thermal insulation element further comprises a layer for protection against mechanical stress.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Wärmedämmelement ausgestaltet, eine Verbindung mit einer Fassadenbeschichtung einzugehen. In a further embodiment, the thermal insulation element is configured to enter into a connection with a facade coating.
In einem besonderen Ausfuhrungsbeispiel weist das Wärmedämmelement wenigstens vier Schichten auf. In a particular embodiment, the thermal insulation element has at least four layers.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind jeweils wenigstens zwei benachbarte In another embodiment, at least two adjacent each
Schichten in jeweils einem Schichtpaket zusammengefasst, in dem die Einschnürungen der Schichten in gleichen Abständen angeordnet sind, wobei benachbarte Einschnürungen verschiedener Schichten in einer Einschnürungsebene senkrecht zur Strangrichtung angeordnet sind, und die Einschnürungsebenen von benachbarten Schichtpaketen zueinander versetzt angeordnet sind. Layers are each combined in a layer package, in which the constrictions of the layers are arranged at equal intervals, wherein adjacent constrictions of different layers are arranged in a constriction plane perpendicular to the strand direction, and the constricting planes of adjacent layer packages are arranged offset to one another.
In einem Ausführungsbeispiel sind Zwischenräume zwischen den Zellen evakuiert. In one embodiment, gaps between the cells are evacuated.
In einem Ausführungsbeispiel hängt eine Wärmedämmwirkung von einer Richtung eines Temperatur gradienten ab. In one embodiment, a thermal insulation effect depends on a direction of a temperature gradient.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Wärmedämmelement an seitlichen Kanten ein Verbindungsprofil zur formschlüssigen Verbindung mit einem benachbarten Wärmedämmelement auf. In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist das Wämedärnmelement an seitlichen Kanten eine Beschichtung zur thermisch isolierenden Verbindung mit einem benachbarten Wärmedämmelement auf. In a further embodiment, the heat-insulating element at lateral edges on a connection profile for the positive connection with an adjacent thermal insulation element. In an alternative embodiment, the Wämedärnmelement at lateral edges on a coating for thermally insulating connection with an adjacent thermal insulation element.
5  5
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Wärmedämmelement mit einem  In a further embodiment, the thermal insulation element with a
Photovoltaikelement oder einem Sonnenkollektor kombiniert.  Photovoltaic element or a solar panel combined.
In einem Ausführungsbeispiel wird aus einer Mehrzahl von Strängen eine Schicht gebildet, i o in der die Stränge verbunden sind und zueinander etwa parallel verlaufen und in der jeder Strang an höchstens zwei weitere Stränge angrenzt. In one exemplary embodiment, a layer is formed from a plurality of strands, in which the strands are connected and extend approximately parallel to one another and in which each strand adjoins at most two further strands.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Schicht an die Form eines zu isolierenden Körpers angepasst. In one embodiment, the layer is adapted to the shape of a body to be insulated.
1 5  1 5
In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird die Schicht zu einem rohrförmigen  In a particular embodiment, the layer becomes a tubular
Wärmedämmelement aufgerollt.  Rolled up thermal insulation element.
In einem anderen Ausführungsbeispiel werden wenigstens zwei Schichten gestapelt. In another embodiment, at least two layers are stacked.
2 0  2 0
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Einschnürungen der Stränge einer der wenigstens zwei Schichten zu den Einschnürungen in einer weiteren Schicht in  In a further embodiment, the constrictions of the strands of one of the at least two layers to the constrictions in another layer in
Strangrichtung versetzt angeordnet.  Strangrichtung offset arranged.
2 5 In einem besonderen Ausführungsbeispiel werden die wenigstens zwei Schichten in 2 5 In a particular embodiment, the at least two layers in
gleichmäßige Abschnitte zerteilt.  even sections cut.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel werden die wenigstens zwei Schichten so in gleichmäßige Abschnitte zerteilt, dass sie an seitlichen Kanten ein Verbindungsprofil zuIn a particular embodiment, the at least two layers are divided into uniform sections so as to provide a connection profile at lateral edges
3 o einer formschlüssigen Verbindung mit einem benachbarten Wärmedämmelement 3 o a positive connection with an adjacent thermal insulation element
aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel bilden die wenigstens zwei Schichten ein Wärmedämmelement. exhibit. In one embodiment, the at least two layers form a thermal insulation element.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Stränge parallel zu einer Rohrleitung angeordnet. Sie dienen in Form einer Rohrummantelung der Dämmung des Rohres und könnten für Isolieranforderungen im Rohrleitungsbau und in der Solarthermie eingesetzt werden. In one embodiment, the strands are arranged parallel to a pipeline. They serve in the form of a pipe jacket the insulation of the pipe and could be used for insulation requirements in pipeline construction and in solar thermal energy.
In einer weiteren Ausführungsform sind einzelne oder mehrere Schichten an der Innenoder Aussenseite mit einer Photovoltaikschicht versehen. In a further embodiment, one or more layers on the inside or outside are provided with a photovoltaic layer.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Wärmedämmelement durch eine Vakuumschleuse aus der evakuierten Kammer entnommen. In a further embodiment, the thermal insulation element is removed through a vacuum lock from the evacuated chamber.
Kurzbeschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen schematisch: Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawing. Here are shown schematically:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit mehreren Zellen; 1 shows a perspective view of an embodiment of a thermal insulation element according to the invention with a plurality of cells;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit mehreren Zellen und einer ebenen Querschnittsfläche ; FIG. 2 shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a heat-insulating element according to the invention with a plurality of cells and a flat cross-sectional area; FIG.
Fig. 3a eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit Zellen mit rundem Querschnitt; 3a shows a cross-sectional view of a further embodiment of a heat-insulating element according to the invention with cells with a round cross-section;
Fig. 3b eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit sechseckigen Zellen; Fig. 3c eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit achteckigen Zellen; und 3b shows a cross-sectional view of a further embodiment of a heat-insulating element according to the invention with hexagonal cells; 3c shows a cross-sectional view of a further exemplary embodiment of a heat-insulating element according to the invention with octagonal cells; and
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausfuhrungsbeispiels eines Fig. 4 is a perspective view of an exemplary embodiment of a
5 erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit aneinanderliegenden Schichten, die  5 thermal insulation elements according to the invention with adjacent layers, the
Schichtpakete bilden.  Make up shift packages.
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Ausfuhrungsbeispiels eines Fig. 5 is a perspective view of an exemplary embodiment of a
erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit aufeinanderliegenden Schichten umgeben o von einer Schutzstruktur sowie einer Falz als Verbindungsprofil zur formschlüssigen  heat insulation elements according to the invention with superimposed layers surrounded o of a protective structure and a fold as a connection profile for positive locking
Verbindung mit einem benachbarten Wärmedämmelements zur Reduktion von  Connection with a neighboring heat-insulating element for the reduction of
Wärmebrücken.  Thermal bridges.
Die Zeichnung ist nicht unbedingt maßstabgetreu. Einige Teile sind nur schematisch The drawing is not necessarily to scale. Some parts are only schematic
5 dargestellt. Beachtung fand das Prinzip der Erfindung. 5 is shown. Attention was paid to the principle of the invention.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Description of the preferred embodiments
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment of a
o erfindungsgemäßen Wärmedämmelements mit vier Schichten 2A, 2B, 2C, 2D, wobei O heat insulation elements according to the invention with four layers 2A, 2B, 2C, 2D, wherein
natürlich auch ein Vielfaches davon je nach Bedarf in einem Wärmedämmelements enthalten sein können. Die Schichten 2A, 2B, 2C, 2D sind etwa parallel und grenzen unmittelbar aneinander. Jede Schicht 2A, 2B, 2C, 2D umfasst mehrere Stränge,  Of course, a multiple of it may be included as needed in a heat-insulating element. The layers 2A, 2B, 2C, 2D are approximately parallel and immediately adjacent to each other. Each layer 2A, 2B, 2C, 2D comprises several strands,
beispielhaft mit 3A, 3B, 3C, 3D bezeichnet. Die Stränge 3A, 3B, 3C, 3D einer Schicht 2A, 5 2B, 2C, 2D sind zueinander etwa parallel. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die exemplified by 3A, 3B, 3C, 3D. The strands 3A, 3B, 3C, 3D of a layer 2A, 5 2B, 2C, 2D are approximately parallel to each other. In the illustrated embodiment, the
Stränge 3 A, 3B, 3C, 3D einer Schicht 2A, 2B, 2C, 2D auch etwa parallel zu den Strängen der benachbarten Schichten. Jeder Strang 3A, 3B, 3C, 3D umfasst mehrere Zellen, beispielhaft mit 4A, 4B, 4C bezeichnet. Die Zellen 4A, 4B, 4C in einem Strang 3A, 3B, 3C, 3D sind in einer Reihe angeordnet, d.h. jede Zelle 4A, 4B, 4C hat im selben Strang 3 A, o 3B, 3C, 3D höchstens zwei angrenzende Nachbarzellen. Die Zellen 4A, 4B, 4C sind in diesem Beispiel etwa röhrenförmig, d.h., ihre Abmessung in Strangrichtung ist größer als ihre Abmessungen quer zur Strangrichtung. Die Zellen 4A, 4B, 4C sind jeweils evakuiert oder zumindest teilweise evakuiert, d.h. in den Zellen herrscht ein Druck von etwa 102 Pa. Ein Jede Zelle 4A, 4B, 4C ist einzeln gasdicht verschlossen, d.h., ein Gasaustausch zwischen den Zellen 4A, 4B, 4C oder zwischen einer Zelle 4A, 4B, 4C und einer Strands 3 A, 3 B, 3 C, 3D of a layer 2A, 2B, 2C, 2D also approximately parallel to the strands of the adjacent layers. Each strand 3A, 3B, 3C, 3D comprises a plurality of cells, exemplified by 4A, 4B, 4C. The cells 4A, 4B, 4C in a strand 3A, 3B, 3C, 3D are arranged in a row, ie each cell 4A, 4B, 4C has in the same strand 3A, 3B, 3C, 3D at most two adjacent neighboring cells. The cells 4A, 4B, 4C are approximately tubular in this example, ie, their dimension in the strand direction is greater than their dimensions transverse to the strand direction. The cells 4A, 4B, 4C are respectively evacuated or at least partially evacuated, ie in the cells a pressure of about 10 2 Pa prevails. Each cell 4A, 4B, 4C is individually sealed gas-tight, ie, a gas exchange between the cells 4A, 4B, 4C or between a cell 4A, 4B, 4C and a
Umgebung findet nicht statt. Environment does not take place.
Die anisotrope längliche Geometrie der Struktur bedingt auch eine Anisotropie der Wärmeleitfähigkeit im Verhältnis von ca. 2: 1. Die Hauptdämmwirkung ist dabei senkrecht zur Elementstruktur gegeben. Die Stränge 3A, 3B, 3C, 3D verlaufen daher etwa im rechten Winkel zu einer Wärmedämmrichtung, wobei die Wärmedämmrichtung für den Bereich der Anmeldung die mittlere Richtung von Wärmeströmen durch das Wärmedämmelement bei bestimmungsgemäßem Gebrauch beschreibt. Die Wärmedämmrichtung verläuft also etwa parallel zu einem Gradienten der Temperatur im Bereich des Wärmedämmelements 1. The anisotropic elongated geometry of the structure also causes anisotropy of the thermal conductivity in the ratio of about 2: 1. The main insulating effect is given perpendicular to the element structure. The strands 3A, 3B, 3C, 3D therefore extend approximately at right angles to a heat-insulating direction, the heat-insulating direction for the region of the application describing the mean direction of heat flows through the heat-insulating element when used as intended. The heat-insulating direction therefore runs approximately parallel to a gradient of the temperature in the region of the heat-insulating element 1.
Die Zellen 4A, 4B, 4C bilden eine regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete Struktur und sind einzeln in sich evakuiert. Dadurch ist das Wärmedämmelement 1 aus einzelnen voneinander thermisch unabhängigen Zellen aufgebaut. Im Falle einer mechanischen Einwirkung auf das Bauteil, wie beispielsweise ein Stoß, Bohren eines Loches oder durch eindringende spitze Gegenstände (z.B. durch einen Nagel), werden nur lokal Zellen beschädigt und verlieren nur diese ihre hochisolierenden Eigenschaften. Das The cells 4A, 4B, 4C form a regular or irregularly arranged structure and are individually evacuated. As a result, the thermal insulation element 1 is constructed of individual mutually thermally independent cells. In the case of a mechanical impact on the component, such as a shock, drilling a hole or penetrating sharp objects (e.g., a nail), only locally cells are damaged and only lose their highly insulating properties. The
Wärmedämmelement 1 als solches bleibt weiterhin funktionsfähig. Eine solche Thermal insulation element 1 as such remains functional. Such
Beschädigung würde im Vergleich dazu bei einer Vakuumdämmplatte, wie sie zum Damage would be compared to a vacuum insulation board, as they are for
Zeitpunkt der Anmeldung üblicherweise im Bauwesen verwendet wird, einen Ausfall der thermischen Isolation des gesamten Vakuumdämmplatte mit sich bringen, d.h. die Application is usually used in construction, bring a failure of the thermal insulation of the entire vacuum insulation board, i. the
Wärmeleitfähigkeit würde auf das Maß eines Umgebungsfluids ansteigen. Thermal conductivity would increase to the level of an ambient fluid.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements 1. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel weist jeder Strang 3A, 3B, 3C, 3D einen runden Querschnitt auf. Jede Schicht 2A, 2B, 2C, 2D ist um eine halbe Strangbreite zu den angrenzenden Schichten 2A, 2B, 2C, 2D versetzt, so dass beispielsweise die Stränge 3A, 3B, 3C der Schicht 2D jeweils eine Grenze 6A, 6B, 6C zwischen zwei Strängen der angrenzenden Schicht 2C abdecken. Jede Zelle 4A, 4B, 4C ist mit den Zellen 4A, 4B, 4C der benachbarten Stränge 3A, 3B, 3C, 3D der selben Schicht und der benachbarten Schichten 2A, 2B, 2C, 2D unmittelbar verbunden. Da die Zellen sind in diesem Beispiel aus Glas gefertigt sind, entsteht somit eine stabile und dichte wärmedämmende Struktur aus einer Komponente, die sich selbst 5 trägt, ohne dass ein zusätzliches Träger- oder Stützmaterial zwischen den Zellen notwendig ist. 2 shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a thermal insulation element 1 according to the invention. In the exemplary embodiment shown, each strand 3A, 3B, 3C, 3D has a round cross section. Each layer 2A, 2B, 2C, 2D is offset by one-half the strand width from the adjacent layers 2A, 2B, 2C, 2D so that, for example, strands 3A, 3B, 3C of layer 2D each have a boundary 6A, 6B, 6C between two Cover strands of the adjacent layer 2C. Each cell 4A, 4B, 4C is directly connected to the cells 4A, 4B, 4C of the adjacent strands 3A, 3B, 3C, 3D of the same layer and the adjacent layers 2A, 2B, 2C, 2D. Since the cells are made of glass in this example, thus creates a stable and dense heat-insulating structure of a component that carries itself 5, without an additional support or support material between the cells is necessary.
In einem Ausführungsbeispiel werden die Stränge 3A, 3B, 3C, 3D zum Verbinden zusammengefügt, bevor sie vollständig ausgehärtet sind, nachdem sie als geschmolzenes o Rohmaterial z.B. Glas durch eine Form zu den Strängen mit einem der Form In one embodiment, the strands 3A, 3B, 3C, 3D are joined together for bonding before they are fully cured, after being melted as a raw material e.g. Glass by a mold to strands with one of the form
entsprechenden Querschnitt gepresst worden sind. Somit ist jede Zelle 4A, 4B, 4C mit den Zellen 4A, 4B, 4C der benachbarten Stränge 3A, 3B, 3C, 3D der selben Schicht 2A, 2B, 2C, 2D und den Zellen der benachbarten Schichten 2A, 2B, 2C, 2D unmittelbar über eine oder mehrere Materialbrücken verbunden. Die Wände der Zellen 4A, 4B, 4C sind mit den 5 Wänden der an sie angrenzenden Zellen 4A, 4B, 4C der benachbarten Stränge 3A, 3B, 3C, 3D wenigstens teilweise verschmolzen, so dass aneinander angrenzende Wände ineinander übergehen, ohne dass ein zusätzliches Träger- oder Stützmaterial zwischen den Zellen notwendig ist. o Die Positionierung der Stränge zueinander ähnelt in diesem Beispiel der Positionierung von Sechsecken eines regelmäßigen Sechseck-Musters, wie es von Bienenwaben bekannt ist.  corresponding cross-section have been pressed. Thus, each cell 4A, 4B, 4C is connected to the cells 4A, 4B, 4C of the adjacent strands 3A, 3B, 3C, 3D of the same layer 2A, 2B, 2C, 2D and the cells of the adjacent layers 2A, 2B, 2C, 2D directly connected via one or more material bridges. The walls of the cells 4A, 4B, 4C are at least partially fused to the walls of the adjoining cells 4A, 4B, 4C of the adjacent strands 3A, 3B, 3C, 3D, so that adjoining walls merge into one another without an additional wall Carrier or support material between the cells is necessary. o The positioning of the strands to each other in this example is similar to the positioning of hexagons of a regular hexagon pattern, as known from honeycombs.
Durch Anordnung dieser einzelnen evakuierten Zellen 4A, 4B, 4C nach Art einer By arranging these individual evacuated cells 4A, 4B, 4C in the manner of a
5 Wabenstruktur, bei welcher die Zellen 4A, 4B, 4C in den Strängen 3A, 3B, 3C, 3D 5 honeycomb structure, in which the cells 4A, 4B, 4C in the strands 3A, 3B, 3C, 3D
mechanisch mit benachbarten Zellen verbunden sind, erhält das Wärmedämmelement 1 zusätzlich zur Wärmedämmwirkung eine sehr hohe mechanische Stabilität. Damit ist es grundsätzlich vorstellbar, dass das Wärmedämmelement 1 neben seiner  are mechanically connected to adjacent cells, the thermal insulation element 1 is replaced by a very high mechanical stability in addition to the thermal insulation effect. Thus, it is basically conceivable that the thermal insulation element 1 in addition to his
Wärmedämmwirkung auch eine baustatische Funktion übernehmen kann.  Thermal insulation effect can also take a structural-static function.
0 0
In Fig. 1 und 2 schließen Einschnürungen 5A, 5B die Zellen 4A, 4B, 4C in einem Strang 3A, 3B, 3C, 3D gegeneinander ab. Die Zellen sind in einem Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass die Einschnürungen 5A, 5B nicht für alle Zellen 4A, 4B, 4C auf gleicher Höhe angeordnet sind, sondern dass die Einschnürungen 5A, 5B versetzt zu den In FIGS. 1 and 2, constrictions 5A, 5B close the cells 4A, 4B, 4C in a strand 3A, 3B, 3C, 3D against each other. The cells are arranged in one embodiment such that the constrictions 5A, 5B are not the same for all the cells 4A, 4B, 4C Height are arranged, but that the constrictions 5A, 5B offset from the
Einschnürungen 5A, 5B in den benachbarten Strängen und/oder Schichten angeordnet werden. Diese Anordnung verringert Wärmeströme durch das Wärmedämmelement 1 : Constrictions 5A, 5B are arranged in the adjacent strands and / or layers. This arrangement reduces heat flows through the thermal insulation element 1:
Im Wärmedämmelement 1 tritt ein Wärmestrom im Wesentlichen entlang der Zellwände auf, da im Inneren der Zellen durch das Vakuum ein Wärmestrom minimal ist. Der Wärmeleitwert des Wärmedämmelements 1 wird daher im Wesentlichen von der In thermal insulation element 1, a heat flow occurs essentially along the cell walls, since a heat flow is minimal in the interior of the cells due to the vacuum. The thermal conductivity of the thermal insulation element 1 is therefore essentially determined by the
Wärmeleitfähigkeit der Zellwände und der Geometrie des Wärmedämmelements 1 beeinflusst, nämlich von einer vom Wärmestrom durchtretenen Fläche und einer Weglänge durch das Wärmedämmelement 1. Zur Verringerung des Wärmestroms sind die Zellwände nicht nur möglichst dünn ausgeführt, die versetzte Anordnung der Zellen verlängert auch die durchschnittliche Weglänge durch das Wärmedämmelement 1 im Verhältnis zur Dicke des Wärmedämmelements 1 , was einen relativen Wärmeleitwert verringert. Thermal conductivity of the cell walls and the geometry of the heat-insulating element 1 is influenced, namely by a surface passing through the heat flow and a path length through the thermal insulation element 1. To reduce the heat flow, the cell walls are not only designed as thin as possible, the staggered arrangement of the cells also extends the average path length the thermal insulation element 1 in relation to the thickness of the heat-insulating element 1, which reduces a relative thermal conductivity.
Die Einschnürungen 5A, 5B bieten einen Weg durch das Wärmedämmelement, der einen höheren Wärmeleitwert aufweist, als ein Weg ausschließlich entlang der seitlichen Zellwände. Das liegt zunächst daran, dass beim Einschnüren der hohlen Stränge die Zellwände zusammengezogen werden und die Stränge etwas verkürzt werden, so dass im Bereich der Einschnürungen 5 A, 5B mehr Material im Verhältnis zur The constrictions 5A, 5B provide a path through the thermal barrier element which has a higher thermal conductivity than a path exclusively along the lateral cell walls. This is due to the fact that when constricting the hollow strands, the cell walls are pulled together and the strands are shortened slightly, so that in the area of the constrictions 5 A, 5 B more material in relation to
Wärmedämmelementoberfiäche im Bereich der Einschnürungen 5A, 5B vorhanden ist. Dadurch wird die Durchtrittsfläche im Verhältnis zur Wärmedämmelementoberfläche vergrößert. Wärmedämmelementoberfiäche in the region of the constrictions 5A, 5B is present. As a result, the passage area is increased in relation to the heat-insulating element surface.
Im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2 sind die Einschnürungen 5A, 5B der Schicht 2D zudem in Nähe der Einschnürungen der übernächsten Schicht 2B angeordnet. Zwischen diesen Einschnürungen liegen Zellwände aneinandergrenzender Stränge der dazwischen liegenden Schicht 2C. Dadurch ergibt sich entlang dieser Einschnürungen und der Zellwände ein etwa geradliniger und deshalb verhältnismäßig kurzer Weg durch das Wärmedämmelement 1 , wodurch ein Wärmeleitwert in diesem Bereich erhöht ist. In einem besonderen Ausführungsbeispiel sind daher die Einschnürungen in drei In the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, the constrictions 5A, 5B of the layer 2D are moreover arranged in the vicinity of the constrictions of the layer 2 after the next. Between these constrictions are cell walls of adjacent strands of the intermediate layer 2C. This results along these constrictions and the cell walls, an approximately rectilinear and therefore relatively short path through the thermal insulation element 1, whereby a thermal conductivity is increased in this area. In a particular embodiment, therefore, the constrictions in three
aufeinanderfolgenden Schichten jeweils versetzt zu den zwei anderen Schichten angeordnet, so dass solche kurzen Wege durch das Wärmedämmelement 1 vermieden werden. Fig. 3a zeigt einen Querschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements 1 mit sechs Schichten 2A- 2F aus Strängen 3 mit rundem Querschnitt. Das Wärmedämmelement 1 weist an seinen äußeren Schichten 2A, 2F jeweils eine Abdeckung 8A, 8B auf, die die Zellen des Wärmedämmelements 1 vor mechanischer Belastung schützt. Aufgrund des runden Querschnitts der Stränge 3 können die Stränge 3 ein Volumen des Wärmedämmelements 1 nicht lückenlos füllen. Es befinden sich daher zwischen den Strängen 3 Zwischenräume 7. Die Zwischenräume 7 erstrecken sich entlang der Stränge 3 und bilden einen Durchlass für Fluide. Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, befinden sich auch um die Einschnürungen 5A, 5B freie Bereiche. Die freien Bereiche um die Einschnürungen 5A, 5B bilden in Verbindung mit den Zwischenräumen 7 einen Durchlass für Fluide, der sich über mehrere Schichten 2A-2F erstreckt. Da auch die Fluide in diesen Zwischenräumen 7 und den freien Bereichen um die Einschnürungen 5 A, 5B geeignet sind, Wärme durch Konvektion zu übertragen, sind in einem successive layers each arranged offset to the other two layers, so that such short paths are avoided by the thermal insulation element 1. 3a shows a cross section of a further exemplary embodiment of a heat-insulating element 1 according to the invention with six layers 2A-2F of strands 3 with a round cross-section. The thermal insulation element 1 has at its outer layers 2A, 2F each have a cover 8A, 8B, which protects the cells of the heat-insulating element 1 against mechanical stress. Due to the round cross section of the strands 3, the strands 3 can not fill a volume of the heat-insulating element 1 completely. There are therefore interstices 7 between the strands 3. The interstices 7 extend along the strands 3 and form a passage for fluids. As can be seen in FIGS. 1 and 2, there are also free areas around the constrictions 5A, 5B. The free areas around the constrictions 5A, 5B, in conjunction with the spaces 7, form a passage for fluids extending over several layers 2A-2F. Since the fluids in these spaces 7 and the free areas around the constrictions 5 A, 5 B are suitable to transfer heat by convection are in one
Ausfuhrungsbeispiel die Zwischenräume 7 und/oder die freien Bereiche um die Exemplary embodiment, the gaps 7 and / or the free areas around the
Einschnürungen 5A, 5B wenigstens teilweise für einen Fluidtransport blockiert und evakuiert, so dass ein Wärmestrom durch die Zwischenräume 7 unterbunden ist. Dabei sind Blockierungen in einem besonderen Ausfuhrungsbeispiel so ausgeführt, dass eine Wärmeleitung durch die Blockierungen minimal bleibt. Die Blockierungen sind in diesem Ausfuhrungsbeispiel so dünn wie möglich und aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit ausgeführt. Constrictions 5A, 5B at least partially blocked for fluid transport and evacuated, so that a heat flow through the interstices 7 is prevented. Blockages in a particular exemplary embodiment are designed so that heat conduction through the blocks remains minimal. The blockages are as thin as possible in this embodiment and made of a material with a low thermal conductivity.
Auch bei dieser Variante ist es grundsätzlich vorstellbar, dass das Wärmedämmelement 1 neben seiner Wärmedämmwirkung auch eine baustatische Funktion übernehmen kann. In this variant as well, it is fundamentally conceivable that the thermal insulation element 1, in addition to its thermal insulation effect, can also assume a structural-static function.
In einem anderen Ausfuhrungsbeispiel sind die Zwischenräume 7 des In another embodiment, the gaps 7 of
Wärmedämmelements 1 mit einem Feststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit aufgefüllt, um Konvektion durch das Wärmedämmelement zu unterbinden. Heat-absorbing elements 1 filled with a solid with low thermal conductivity to prevent convection through the thermal insulation element.
In einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel umgeben die Einschnürungen die Stränge 3 nicht vollständig, sondern sind nur als Vertiefungen auf jeweils einer Seite oder auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Stränge 3 ausgebildet, so dass der In a further embodiment, not shown, the constrictions surround the strands 3 not completely, but are formed only as depressions on one side or on two opposite sides of the strands 3, so that the
Durchmesser der Stränge 3 auch im Bereich der Einschnürungen teilweise erhalten bleibt. Bei einer geeigneten Orientierung um die Längsachse der Stränge 3 sind die Schichten so für Fluide in Wärmedämmrichtung undurchlässig. Diameter of the strands 3 is partially retained even in the area of constrictions. With a suitable orientation about the longitudinal axis of the strands 3, the layers are thus impermeable to fluids in the heat-insulating direction.
Fig. 3b zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem der Querschnitt eines Strangs 3 5 etwa sechseckig ist, so dass das Volumen eines Wärmedämmelements 1 von den Strängen 3 ausgefüllt ist und Zwischenräume 7 zwischen den Strängen 3 minimal sind oder vermieden werden. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Wärmestrom entlang der freien Bereiche um die Einschnürungen unterbunden, indem alle Einschnürungen so angeordnet werden, dass die freien Bereiche der Einschnürungen nicht miteinander in Fluid- o durchlässiger Verbindung stehen. Wenn auch die freien Bereiche um die Einschnürungen evakuiert sind, ist auch ein Wärmestrom entlang der Einschnürungen weitgehend unterbunden. Die Flächen, an denen sich die Stränge 3 berühren, werden in dieser 3b shows an alternative embodiment in which the cross section of a strand 3 5 is approximately hexagonal, so that the volume of a heat-insulating element 1 is filled by the strands 3 and gaps 7 between the strands 3 are minimal or avoided. In one embodiment, a heat flow along the free areas around the constrictions is prevented by arranging all the constrictions such that the free areas of the constrictions are not in fluid communication with each other. Although the free areas are evacuated around the constrictions, a heat flow along the constrictions is largely prevented. The areas where the strands touch 3, are in this
Anordnung erheblich vergrößert. Dies gibt der Struktur zusätzlich Stabilität, es vergrößert aber auch eine Kontaktfläche, entlang der sich ein Wärmestrom über mehrere Schichten 5 durch das Wärmedämmelement 1 ausbreitet.  Arrangement significantly enlarged. This gives the structure additional stability, but it also increases a contact surface along which a heat flow over several layers 5 propagates through the thermal insulation element 1.
Da jede Wand im Bereich der sich berührenden Flächen von den Wänden zweier Zellen gebildet ist, sind diese Wände doppelt so dick wie die Zell wände eines einzelnen Strangs 3. Für diesen Bereich können daher Stränge 3 mit weiter reduzierter Wandstärke verwendet o werden. Since each wall in the region of the contacting surfaces is formed by the walls of two cells, these walls are twice as thick as the cell walls of a single strand 3. Strands 3 with further reduced wall thickness can therefore be used for this region.
Ist die Wandstärke der Zellen einer Struktur mit runden Querschnitten auf ein technisch mögliches Minimum reduziert, ohne dadurch eine geforderte mechanische Festigkeit zu unterschreiten, kann gegebenenfalls errechnet und/oder erprobt werden, ob diese Struktur 5 einen besseren Wärmewiderstand bietet als eine Struktur mit einem Querschnitt aus If the wall thickness of the cells of a structure having round cross sections is reduced to a technically possible minimum, without thereby falling below a required mechanical strength, it may optionally be calculated and / or tested whether this structure 5 offers better thermal resistance than a structure with a cross section
Sechsecken. Dabei kommt es auf verschiedene Parameter an. So erhöht beispielsweise eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen Strängen 3 aufeinanderliegender Schichten die Wärmeleitfähigkeit des Wärmedämmelements 1. Auch die Blockierungen oder der  Hexagons. It depends on various parameters. For example, increases an increased contact area between strands of 3 superimposed layers, the thermal conductivity of the heat-insulating element 1. The blockages or the
Feststoff zur Abdichtung der Zwischenräume 7 trägt in solchen Ausführungsbeispielen zu o einer Wärmeleitung entlang der Wärmedämmrichtung bei.  Solid to seal the gaps 7 contributes in such embodiments to o heat conduction along the direction of thermal insulation.
Andere Ausführungsbeispiele für den Querschnitt eines Wärmedämmelements 1 sind ebenso denkbar. In Fig. 3 c hat ein Wärmedämmelement 1 Zellen mit einem Querschnittsmuster aus regelmäßigen Achtecken. Ein solcher Querschnitt entsteht beispielsweise, wenn aufeinanderliegende Stränge 3 nicht versetzt sondern in Other embodiments of the cross section of a heat-insulating element 1 are also conceivable. In Fig. 3 c has a thermal insulation element 1 cells with a Cross section pattern of regular octagons. Such a cross section arises, for example, when superimposed strands 3 are not offset but in
Wärmedämmrichtung aufeinander angeordnet werden. Diese Anordnung führt bei gleicher Dicke der einzelnen Schichten zu einem dickeren Wärmedämmelement 1. Ein dickeres Wärmedämmelement 1 ist grundsätzlich besser geeignet, eine Biegebelastung des Heat insulation direction are arranged on each other. This arrangement results in the same thickness of the individual layers to a thicker thermal insulation element 1. A thicker thermal insulation element 1 is generally better suited to a bending load of
Wärmedämmelements 1 zu ertragen. Darüber hinaus ist die Zahl der Zwischenräume 7 zwischen zwei Schichten 2 vermindert, so dass weniger Zwischenräume 7 blockiert werden müssen. Auch die Zahl der Kontaktstellen zwischen zwei Schichten 2 ist niedriger als bei einer versetzt angeordneten Struktur, was einen Wärmewiderstand des Endure thermal insulation elements 1. In addition, the number of gaps 7 between two layers 2 is reduced, so that fewer gaps 7 must be blocked. Also, the number of contact points between two layers 2 is lower than in a staggered structure, which provides a thermal resistance of the
Wärmedämmelements 1 grundsätzlich erhöht. Heat-insulating elements 1 basically increased.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung mehrerer Schichten, bei welchem jeweils drei aufeinander folgende Schichten Wärmedämmelemente bzw. 4 shows a further embodiment of an arrangement of several layers, in which in each case three successive layers heat insulation elements or
Schichtpakete 20A, 20B, 20C bilden. In jedem Schichtpaket 20A, 20B, 20C sind alle Einschnürungen in etwa gleichen Abständen angeordnet und benachbarte Einschnürungen verschiedener Schichten sind jeweils etwa in einer Einschnürungsebene 50A, 50B, 50C senkrecht zur Strangrichtung in Einschnürungsgruppen angeordnet. Im mittleren Layer packages 20A, 20B, 20C form. In each layer package 20A, 20B, 20C, all the constrictions are approximately equidistantly spaced, and adjacent constrictions of different layers are each arranged approximately in a constriction plane 50A, 50B, 50C perpendicular to the strand direction in constriction groups. In the middle
Schichtpaket 20B ist die Einschnürungsebene 50C versetzt zu den Einschnürungsebenen 50A, 50B des äußeren Schichtpakets 20A angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel werden kurze Wege durch das Wärmedämmelement 1 im Bereich von Einschnürungen vermieden, da auf einem geradlinigen Weg durch das Wärmedärnmelement 1 entlang der Einschnürungen nicht nur die Grenzen zwischen zwei Strängen liegen, sondern auch jeweils wenigstens ein Strang liegt, der die Grenze überlagert. Da in diesem Layer package 20B, the constriction plane 50C is offset from the constriction planes 50A, 50B of the outer layer package 20A. In this embodiment, short paths are avoided by the thermal insulation element 1 in the region of constrictions, since not only the boundaries between two strands lie on a straight path through the Wärmedärnmelement 1 along the constrictions, but also at least one strand is superimposed, which overlaps the boundary. Because in this
Ausführungsbeispiel die Einschnürungen mehrerer Schichten an gleichen Stellen angeordnet werden, ist es leichter zu produzieren als Ausführungsbeispiele, bei denen die Stellen der Einschnürungen für jede Schicht von benachbarten Schichten abweichen. Embodiment, the constrictions of multiple layers are arranged in the same places, it is easier to produce than embodiments in which the locations of the constrictions for each layer differ from adjacent layers.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt der perspektivische Ansicht eines weiteren Fig. 5 shows a detail of the perspective view of another
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmedämmelements 1 bestehend aus mehreren Teilelementen. Das Wärmedämmelement 1 weist hier beispielhaft neun Embodiment of a thermal insulation element 1 according to the invention consisting of several sub-elements. The thermal insulation element 1 has nine examples here
Schichten 2A-2A, jeweils in dreier Gruppen gruppiert, aus Strängen 3 jeweils bestehend aus einer Vielzahl von abgeschlossenen Zellen 4 auf. Zwischen der Schicht 2C und der Schicht 2D sowie zwischen der Schicht 2G und der Schicht 2H ist eine infrarotreflektierende Schicht 9 angeordnet. Die Außenseite des Wärmedämmelements 1 ist mit einer Schutzschicht 10 umhüllt. Diese hat beispielsweise überwiegend zwei Funktionen: Zum einen bietet sie mechanischen Schutz der Schichten, zum anderen ermöglicht sie eine einfache mechanische Verarbeitung bzw. Verlegung der Elemente. Zur 5 Minimierung von Wärmebrücken verursacht durch Luftspalte zwischen benachbarten Elementen ist das Wärmedämmelement 1 nach Fig. 5 so ausgeführt, dass es an der seitlichen Randfläche eine Nut oder Ausnehmung 12 enthält. Ein benachbartes (nicht dargestelltes) Wärmdämmelement hat an der seitlichen Randfläche z.B. eine Feder oder eine zur Ausnehmung 12 komplementäre Ausnehmung ausgebildet, so dass zwei o benachbarte Wärmedämmelemente an deren seitlicher Stoßfläche über die Kopplung der beispielsweise Nut/Feder verbunden werden können. Layers 2A-2A, each grouped into three groups, of strands 3 each consisting of a plurality of closed cells 4 on. Between the layer 2C and the layer 2D and between the layer 2G and the layer 2H is a infrared reflecting layer 9 arranged. The outside of the heat-insulating element 1 is covered with a protective layer 10. This has, for example, predominantly two functions: First, it provides mechanical protection of the layers, on the other hand, it allows a simple mechanical processing or installation of the elements. In order to minimize thermal bridges caused by air gaps between adjacent elements, the thermal insulation element 1 according to FIG. 5 is designed such that it contains a groove or recess 12 on the lateral edge surface. An adjacent (not shown) Wärmdämmelement has formed on the lateral edge surface, for example, a spring or a recess 12 complementary to the recess so that two o adjacent thermal insulation elements can be connected at the lateral abutment surface via the coupling of the example tongue / groove.
In Fig. 5 zeigt der Bereich 5" Schnitte in das Wärmedämmelement 1 zur besseren In Fig. 5 shows the area 5 "cuts in the thermal insulation element 1 for the better
Darstellung der inneren Struktur. In diesem Bereich ist die umhüllende Schicht 10 nicht 5 dargestellt.  Representation of the internal structure. In this area, the enveloping layer 10 is not shown in FIG. 5.
Grundsätzlich ist es für eine Funktion der Wärmedämmelemente 1 aus den genannten Ausführungsbeispielen weniger bedeutend, ob die Zellen gleiche Längen oder Basically, it is less important for a function of the thermal insulation elements 1 of the aforementioned embodiments, whether the cells have the same lengths or
unterschiedliche Längen aufweisen. Auch der Durchmesser der Zellen kann für alle Zellen o gleich sein oder aber variieren.  have different lengths. Also, the diameter of the cells may be the same or may vary for all cells.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst Zellen in Form einer Wabenstruktur mit einem Durchmesser von l-10mm und einer Wandstärke von 5-150um. Die Zellen haben in diesem Ausführungsbeispiel eine Länge von l-50cm. Das Wärmedämmelement besteht 5 vorzugsweise aus 3-1000 Lagen dieser Zellen und ist ausgestaltet, eine Fläche von A preferred embodiment comprises cells in the form of a honeycomb structure with a diameter of 1-10 mm and a wall thickness of 5-150 μm. The cells have a length of 1-50 cm in this embodiment. The heat-insulating element 5 preferably consists of 3-1000 layers of these cells and is designed to have an area of
100x100mm2 bis 1000x1000mm2 abzudecken. Um die Wärmeleitung eines 100x100mm 2 to 1000x1000mm 2 cover. To the heat conduction of a
Wärmedämmelements 1 entlang dessen Ränder zur reduzieren, kann der Randbereich in Form einer Nut oder einer Stufe ausgebildet sein, so dass Profile benachbarter  To reduce thermal insulation elements 1 along the edges thereof, the edge region may be formed in the form of a groove or a step, so that profiles adjacent
Wärmedämmelemente ineinanderfassen oder überlappen. Um einen dauerhaften o Vakuumeinschluß zu gewährleisten, ist als Material vorzugsweise Glas oder ein  Heat insulation elements into each other or overlap. In order to ensure a permanent o Vakuumeinschluß, as the material is preferably glass or a
luftundurchlässiger Kunststoff einzusetzen. Die Güte des Vakuums ist dabei vorzugsweise so zu wählen, dass die freie Weglänge der verbleibenden Gasmoleküle ein Vielfaches des Durchmessers der Elemente beträgt, beispielsweise mit in einem Fein- oder Hochvakuum bei einem Druck von 10 bis 10'4 Pa. to use air-impermeable plastic. The quality of the vacuum is preferably to be chosen so that the free path of the remaining gas molecules is a multiple of Diameter of the elements is, for example, in a fine or high vacuum at a pressure of 10 to 10 '4 Pa.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein Wärmedämmelement in Anlehnung an Fig. 1. 5 Das erfindungsgemäße Wärmedärnmsement besteht im wesentlichen aus einer A preferred embodiment is a thermal insulation element based on FIG. 1. 5 The thermal insulation according to the invention consists essentially of a
Glasstruktur. Glas als Material vereinigt die Vorzüge hoher Diffusionsdichtigkeit und Druckstabilität bei geringen Rohstoffkosten. Diese Glasstruktur besteht aus acht Lagen mit jeweils einem Durchmesser der Wabenstruktur von 5 mm, einer Länge eines jeden  Glass structure. Glass as a material combines the advantages of high diffusion-tightness and pressure stability with low raw material costs. This glass structure consists of eight layers, each with a honeycomb diameter of 5 mm, one length of each
Wabenelementes von 50mm und einer Wandstärke von 0,050mm eingebettet in eine o Polystyrolhülle von 5mm Dicke. Das gesamte Element hat eine Breite von 750x750mm2 und eine Dicke von 50mm. Der Restdruck des eingeschlossenen Gases (Luft) beträgt weniger als 1 Pa (um diesem Druck gegen den Aussendruck stand zu halten wäre mindestens eine Wandstärke von 8,5μπι erforderlich). Zwischen jeder der acht Lagen befindet sich eine Infrarotlicht reflektive Schicht aus Aluminium. Das so ausgebildete 5 Wärmedämmelement hat eine Wärmeleitfähigkeit von λ ~0,01 W/mK. Zum Vergleich: Honeycomb element of 50mm and a wall thickness of 0.050mm embedded in a o polystyrene shell of 5mm thickness. The entire element has a width of 750x750mm 2 and a thickness of 50mm. The residual pressure of the enclosed gas (air) is less than 1 Pa (to withstand this pressure against the external pressure would be at least a wall thickness of 8,5μπι required). Between each of the eight layers is an infrared-reflective aluminum layer. The thus formed 5 thermal insulation element has a thermal conductivity of λ ~ 0.01 W / mK. For comparison:
Dieser Wert ist mindestens um den Faktor 4 kleiner als die besten klassischen  This value is at least a factor of 4 smaller than the best classic
Dämmmaterialien (z.B. Mineralwolle λ -0,04 W/mK). Das hat zum Beispiel zur Folge, dass eine extrem gut gedämmte Hausmauer eines Passivhauses nicht mit einer  Insulating materials (e.g., mineral wool λ -0.04 W / mK). This means, for example, that an extremely well-insulated house wall of a passive house does not have one
Dämmschichtdicke von 350mm, sondern mit einer Dämmschicht von 100mm zur o realisieren ist. Dies ermöglicht bei gleicher Dämmwirkung wesentlich schlankere  Insulation thickness of 350mm, but with an insulating layer of 100mm to o is realized. This allows for the same insulating effect significantly slimmer
Wandaufbauten. Im Passivhausbau sind die klassisch gedämmten Wände z.T. einem Dämmmaterial mit einer Schichtdicke von 350mm versehen. Das führt bei Massivhäusern im Passivhausstandart typischerweise zu einem Gesamtwandaufbau mit einer Wandstärke von 500mm und mehr. Dieser ästhetische Nachteil wird mit der erfindungsgemäßen  Wall structures. In passive house construction, the classically insulated walls are z.T. an insulating material with a layer thickness of 350mm provided. This typically leads to a total wall construction with a wall thickness of 500mm and more for solid houses in the passive house standard. This aesthetic disadvantage is with the invention
5 Vorrichtung vermieden. Ein wesentlicher zweiter Vorteil, der insbesondere im städtischen5 device avoided. An essential second advantage, especially in urban
Wohnraumbereich eine große Rolle spielt, ist der Flächenverbrauch. Bei gleicher Housing area plays a major role, is the area consumption. At the same
Außengröße des Hauses steht durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bedeutend mehr Wohnfläche zur Verfügung (pro Meter Wandfläche und Geschoß ergibt sich eine Flächendifferenz von 0,25m2). Bei einem zweistöckigen Einfamilienhaus mit o einer Grundfläche von zehn mal zehn Metern und entspricht dies einem Flächengewinn von 18m (20m abzüglich 10% Wandanteil). Die Gesamtkosten eines Hauses werden typischerweise in Euro pro Quadratmeter Wohnfläche angegeben. Der Flächengewinn würde bei einem Gesamtpreis von 1200€/m2 einer Summe von 216006 entsprechen. Auch wenn dies nur eine sehr vereinfacht Abschätzung ist, so wird dennoch schnell ersichtlich, daß mögliche Mehrkosten eines solchen Systems gegenüber heute üblicherweise und nach dem Stand der Technik eingesetzten Dämmstoffen sich schnell relativieren oder gar überkompensiert werden können. External size of the house is significantly more living space available through the use of the device according to the invention (per meter wall surface and floor results in a surface difference of 0.25m 2 ). For a two-storey detached house with a floor area of ten by ten meters, this corresponds to an area gain of 18m (20m minus 10% wall portion). The total cost of a home is typically quoted in Euros per square meter of living space. The area profit would correspond with a total price of 1200 € / m 2 a sum of 216006. Also If this is only a very simplified estimate, it will nonetheless be readily apparent that possible additional costs of such a system compared to today's conventional and state-of-the-art insulation materials can be quickly relativized or even overcompensated.
Um die Verarbeitbarkeit des Wärmedämmelementes zu verbessern, kann das To improve the processability of the thermal insulation element, the
Wärmedämmelement mit einer äußeren Hülle umgeben sein. Diese Hülle besteht vorzugsweise aus relativ weichem Material mit wärmedämmenden Eigenschaften. Dies kann zum Beispiel eine Umhüllung mit Flüssigholz oder Polystyrol sein. Heat insulation element to be surrounded by an outer shell. This shell is preferably made of relatively soft material with thermal insulation properties. This may, for example, be a wrapper with liquid wood or polystyrene.
Zur Reduktion von Strahlungswärmeverlusten sind in einigen Ausführungsbeispielen innerhalb der Zellen, zwischen den einzelnen Zellen und/oder zwischen den Schichten eine Infrarotlicht reflektierende Beschichtungen aufgebracht. Die Beschichtung wird in einem Ausführungsbeispiel durch Aufdampfen einer Metallschicht realisiert, beispielsweise eine dünne Aluminiumschicht. Auch kleine Infrarotlicht reflektierende Partikel zwischen den Zellen oder als Teil des Materials der Zellen können die Funktion der Infrarotreflexion übernehmen. Die Infrarotlicht reflektierende Beschichtung reflektiert nicht nur To reduce radiation heat losses, in some embodiments within the cells, between the individual cells and / or between the layers, an infrared-reflective coatings are applied. The coating is realized in one embodiment by vapor deposition of a metal layer, for example a thin aluminum layer. Even small infrared-reflecting particles between the cells or as part of the material of the cells can take over the function of infrared reflection. The infrared-reflective coating does not just reflect
Wärmestrahlung aus einem wärmeren Bereich außerhalb des Wärmedämmelements, sie vermindert auch eine Wärmestrahlung vom Wärmedämmelement auf eine Umgebung. Thermal radiation from a warmer area outside the heat-insulating element, it also reduces heat radiation from the thermal insulation element to an environment.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Wärmedämmelement transparent ausgeführt und fungiert in Verbindung mit einer lichtabsorbierenden Schicht an der In a further embodiment, the thermal insulation element is made transparent and acts in conjunction with a light-absorbing layer on the
Gebäudeinnenseite als transparente Wärmedämmung. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden auf oder in das WärmedämmelementBuilding inside as transparent insulation. In a further embodiment, on or in the thermal insulation element
Photovoltaikelemente integriert. Damit lassen sich kostengünstige und funktionsoptimierte Fassaden- und Dachelemente mit integrierter Photovoltaiktechnik oder mit Integrated photovoltaic elements. This allows cost-effective and function-optimized facade and roof elements with integrated photovoltaic technology or with
Sonnenkollektoren herstellen. Die kann soweit gehen, dass das Wärmedämmelement sowohl eine baustatische Funktion wie Mauerwerk übernimmt, als auch die Produce solar panels. This can go so far that the thermal insulation element takes on both a structural-like function as masonry, and the
Wärmedärnmungsfunktion für die thermische Gebäudehülle übernimmt und als Gehäuse und wetterfeste Kapselung von Photovoltaikelementen dient. Ein weiteres Ausführungsbei spiel ist ein Wärmedämmelement, das aus einzelnen abgeschlossenen wabenförmigen, quaderförmigen oder runden Zellen zusammengesetzt ist. Diese Zellen sind evakuiert oder mit einem Gas mit geringem Restdruck befüllt. Die abgeschlossenen Zellen sind zudem noch mit einem Füllmaterial (z.B. Schäume, Perlite, 5 Natur- oder Kunstfasern) gefüllt. Ein Vorteil der Erfindung, dass bei Beschädigung des Elementes nur einzelne Zellen betroffen sind und die Gesamtfunktionalität des Thermal insulation function for the thermal building envelope takes over and serves as housing and weatherproof encapsulation of photovoltaic elements. Another Ausführungsbei game is a thermal insulation element, which is composed of individual closed honeycomb, cuboid or round cells. These cells are evacuated or filled with a gas with low residual pressure. The closed cells are also filled with a filling material (eg foams, perlite, 5 natural or synthetic fibers). An advantage of the invention that, when the element is damaged, only individual cells are affected and the overall functionality of the device
Wärmedämmelements erhalten bleibt, ist auch bei diesem Ausfuhrungsbeispiel gegeben.  Wärmedämmelements is maintained, is also given in this exemplary embodiment.
Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel kann Getter enthalten, die mögliche vorhandene o Restgase und Feuchtigkeit in den einzelnen Zellen binden. Another exemplary embodiment may contain getters which bind possible residual gases and moisture in the individual cells.
Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Herstellungsprozesses eines In the following, an embodiment of a manufacturing process of a
Wärmedämmelements beschrieben. 5 Ein Rohmaterial, beispielsweise Glas oder Kunststoff, wird geschmolzen und mittels einer Zuleitung in eine evakuierte Herstellungskammer (Vakuumkammer) geleitet. In einem Ausführungsbeispiel wird in der Herstellungskammer das Rohmaterial in einem  Thermal insulation elements described. 5 A raw material, such as glass or plastic, is melted and passed by means of a supply line in an evacuated manufacturing chamber (vacuum chamber). In one embodiment, in the manufacturing chamber, the raw material is in one
kontinuierlichen Verfahren durch eine Form gepresst. Diese Form bildet beispielsweise eine Reihe von Röhren oder eine Wabenstruktur zweidimensional ab, so dass Stränge aus o dieser Form austreten, die einen entsprechenden Querschnitt aufweisen. Die  continuous process pressed by a mold. This shape forms, for example, a row of tubes or a honeycomb structure two-dimensionally so that strands emerge from this shape, which have a corresponding cross-section. The
Herstellungskammer ist vollständig evakuiert oder kann noch einen Restdruck spezieller Gase oder von Luft aufweisen. Das geformte Material wird nach Austritt aus der Pressform mechanisch so gefuhrt, dass die gewünschte Form entsteht. In einem Ausfuhrungsbeispiel wird die Struktur dabei gestreckt, um sehr dünne gleichmäßige Wanddicken zu erzielen.5  Production chamber is completely evacuated or may still have a residual pressure of special gases or air. The molded material is mechanically guided after leaving the mold so that the desired shape is formed. In an exemplary embodiment, the structure is stretched in order to achieve very thin, uniform wall thicknesses
Die Stränge werden im folgenden Schritt in regelmäßigen Abständen mittels mechanischer Vorrichtungen, beispielsweise durch Flügelräder, so verjüngt, dass sie in Abständen durch Einschnürungen verschlossen werden. Dieses Verschließen f hrt dazu, das sich lokale dreidimensionale Kammern bilden, also die Zellen, in denen der Herstellungskammerdruck o eingeschlossen und somit konserviert wird. Der Reihenfolge der Verfahrensschritte kann dabei auch anders gestaltet sein: erst einschnüren, dann strecken, oder erst strecken und dann einschnüren. Die Struktur kühlt im weiteren Verlauf ab und verhärtet sich. Die so gepresste und gezogene Struktur aus mehreren Strängen mit Zellen in einer Ebene stellt eine Schicht des Dämmmaterials dar. The strands are tapered in the following step at regular intervals by means of mechanical devices, for example by impellers, so that they are closed at intervals by constrictions. This occlusion results in the formation of local three-dimensional chambers, ie the cells in which the manufacturing chamber pressure o is enclosed and thus conserved. The order of the process steps can also be designed differently: first constrict, then stretch, or first stretch and then constrict. The structure cools down in the further course and hardens. The thus pressed and drawn structure of several strands with cells in a plane represents a layer of insulating material.
Um ein mehrlagiges Wärmedämmelement herzustellen, wird die o.g. To produce a multi-layer thermal insulation element, the o.g.
Herstellungsanordnung in einem Ausführungsbeispiel räumlich mehrfach hintereinander angeordnet. Die einzelnen Schichten werden im weiteren Prozessverlauf übereinander gelegt und verbinden sich zum Wärmedämmelement. In einem anderen Manufacturing arrangement spatially arranged several times in a row in one embodiment. The individual layers are laid one on top of the other in the course of the process and connect to the thermal insulation element. In another
Ausführungsbeispiel wird nur eine Schicht geformt und in Mäandern übereinander gelegt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird wenigstens eine Schicht zu einem Rohr aufgerollt. Embodiment, only one layer is formed and placed in meanders on top of each other. In an alternative embodiment, at least one layer is rolled up into a tube.
In Abhängigkeit von der Temperatur und der daraus resultierenden Festigkeit sind die Kontaktflächen zwischen den Strängen größer oder kleiner. Sind beispielsweise die Stränge bereits nahezu ausgehärtet wenn sie übereinandergelegt werden, verändern sie ihre Form kaum, so dass die Kontaktflächen klein bleiben. Wenn die Stränge nicht so weit ausgehärtet sind, werden die Kontaktflächen aufgrund von Adhäsionskräften größer und es können sich in einem besonderen Ausfuhrungsbeispiel Stränge mit sechseckigen Depending on the temperature and the resulting strength, the contact surfaces between the strands are larger or smaller. For example, if the strands are already nearly cured when stacked, they barely change shape, leaving the contact areas small. If the strands are not hardened so far, the contact surfaces are larger due to adhesion forces and it can be in a particular embodiment, strands with hexagonal
Querschnitten bilden. Form cross sections.
Bevor die Stränge in mehreren Schichten zusammengefügt werden, sind sie wenigstens so weit abgekühlt, dass die Hohlräume im Inneren der Zellen trotz einer Belastung durch benachbarte Stränge erhalten bleiben. In einem Ausfuhrungsbeispiel werden die Stränge zusammengefügt, bevor sie vollständig ausgehärtet sind, so dass sie sich mit benachbarten Strängen verbinden, so dass zwischen den Strängen kein Fluid hindurch dringt. Die Stränge verschmelzen miteinander im Bereich ihrer Kontaktstellen, so dass aneinander angrenzende Wände benachbarter Stränge einstückig werden und die benachbarten Stränge nach dem Aushärten mechanisch unmittelbar verbunden sind. Before the strands are assembled in multiple layers, they are at least cooled to the extent that the cavities are preserved inside the cells despite a load by adjacent strands. In one embodiment, the strands are assembled before they are fully cured so that they bond to adjacent strands so that no fluid penetrates between the strands. The strands fuse together in the region of their contact points, so that adjoining walls of adjacent strands are integrally formed and the adjacent strands are mechanically directly connected after curing.
In einem Ausführungsbeispiel werden Zwischenräume 7 zwischen Strängen und/oder freie Bereiche um Einschnürungen an einigen Stellen abgedichtet, bevor zwei Schichten aufeinandergelegt werden, so dass die Zwischenräume 7 und/oder freien Bereiche um die Einschnürungen evakuiert bleiben, wenn das Wärmedämmelement aus der In one embodiment, interstices 7 between strands and / or free areas are sealed around constrictions in some places before two layers are stacked so that the interstices 7 and / or free areas remain evacuated around the constrictions when the heat insulation element is removed from the
Herstellungskammer entnommen wird. In einigen Ausführungsbeispielen werden einzelne Schichten mit einer Infrarotlicht und damit Wärmestrahlung reflektierenden Schicht versehen. Dies kann in Form einer Production chamber is removed. In some embodiments, individual layers are provided with an infrared light and heat radiation reflecting layer. This can take the form of a
Bedampfung mit metallischen Schichten durch einen Sputterprozess oder durch  Steaming with metallic layers by a sputtering process or by
5 Aufbringen von dünnen Folien realisiert werden. 5 application of thin films can be realized.
In einer Ausführungsform schneidet eine Zuschneidevorrichtung die In one embodiment, a trimming device cuts the
Wärmedämmelemente in gewünschter Länge ab. Die Wärmedämmelemente werden nach ausreichender Abkühlung und damit Fixierung der Form anschließend über eine o Vakuumschleuse aus der Herstellungskammer herausgeschleust.  Heat insulation elements in the desired length from. After sufficient cooling and thus fixation of the mold, the heat-insulating elements are subsequently removed from the production chamber via a vacuum lock.
Somit erhält man ein Wärmedämmelement mit sehr niedriger Wärmeleitfähigkeit. Thus, a thermal insulation element with very low thermal conductivity is obtained.
Zur Weiterverarbeitung kann der oben genannten Prozesskette optional eine weitere For further processing, the process chain mentioned above can optionally have another
5 Prozesskette folgen, in der die fertigen Module in eine Form eingebracht werden. Die Form wird mit einem kostengünstigen wärmedämmenden Material (z.B. Styropor, Kunststoffe, Naturstoffe oder Flüssigholz) ausgefüllt. Durch diesen Prozessschritt wird die innere Struktur von einer Schutzhülle umgeben. Die Materialeigenschaften der Schutzhülle können so gewählt werden, dass sie für den geplanten Einsatz direkt als Trägermaterial o z.B. für Putze verwendbar ist. Die Schutzhülle ist in einigen Ausführungsbeispielen so mitFollow process chain in which the finished modules are placed in a mold. The mold is filled with a low cost thermal insulating material (e.g., styrofoam, plastics, natural or liquid wood). Through this process step, the inner structure is surrounded by a protective cover. The material properties of the protective cover can be selected so that they can be used directly for the intended use as support material, e.g. suitable for plasters. The protective cover is in some embodiments so with
Nut und Feder oder vergleichbaren Strukturen ausgestattet, dass sich Elemente nahezu wärmebrückenfrei aneinander bringen lassen. Zudem erleichtert die Schutzhülle die Verarbeitung und verhindert funktionale Beschädigungen am Dämmelement, da insbesondere bei der Verarbeitung im Bauwesen oft raue Umgebungsbedingungen Tongue and groove or similar structures equipped that can bring elements almost free of heat bridge together. In addition, the protective cover facilitates the processing and prevents functional damage to the insulating element, as in particular in the construction industry often harsh environmental conditions
5 vorzufinden sind. 5 are found.
Weitere Varianten und Ausführungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche. Other variants and embodiments of the present invention will become apparent to those skilled in the art within the scope of the following claims.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Thennisches Wärmedämmelement, wenigstens zwei Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) umfassend, wobei: A thennish thermal insulation element comprising at least two layers (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F), wherein:
5 - die Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) jeweils aus einer Mehrzahl von  5 - the layers (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) each of a plurality of
Strängen (3, 3A, 3B, 3C, 3D) gebildet sind, die zueinander etwa parallel angeordnet und in einer Ebene miteinander verbunden sind,  Strands (3, 3A, 3B, 3C, 3D) are formed, which are arranged approximately parallel to each other and connected to each other in a plane,
die Stränge (3, 3A, 3B, 3C, 3D) jeweils aus einer Mehrzahl von hohlen, zumindest teilweise evakuierten länglichen Zellen (4A, 4B, 4C) gebildet sind, die in einer o Reihe hintereinander angeordnet sind,  the strands (3, 3A, 3B, 3C, 3D) are each formed from a plurality of hollow, at least partially evacuated elongate cells (4A, 4B, 4C) arranged in an o row one behind the other,
wobei die Zellen (4A, 4B, 4C) aus einem aushärtbaren Material hergestellt und während des Aushärtens derart zusammengefügt worden sind, dass jede Zelle (4A, 4B, 4C) mit den Zellen der benachbarten Stränge (3A, 3B, 3C, 3D) der selben Schicht und den Zellen der benachbarten Schichten (2A, 2B, 2C, 2D) unmittelbar verbunden ist. wherein the cells (4A, 4B, 4C) are made of a hardenable material and joined together during curing such that each cell (4A, 4B, 4C) with the cells of the adjacent strands (3A, 3B, 3C, 3D) of the the same layer and the cells of the adjacent layers (2A, 2B, 2C, 2D) is directly connected.
5 5
2. Wärmedämmelement nach Anspruch 1, bei welchem die Zellen (4A, 4B, 4C) aus Glas oder aushärtbaren Kunststoff gebildet sind.  2. Thermal insulation element according to claim 1, wherein the cells (4A, 4B, 4C) are formed of glass or thermosetting plastic.
3. Wärmedämmelement nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem dass jede Zelle (4A, o 4B, 4C) mit den Zellen der benachbarten Stränge (3A, 3B, 3C, 3D) der selben Schicht und den Zellen der benachbarten Schichten (2A, 2B, 2C, 2D) über eine oder mehrere A thermal barrier element according to claim 1 or 2, wherein each cell (4A, o 4B, 4C) is connected to the cells of the adjacent strands (3A, 3B, 3C, 3D) of the same layer and the cells of the adjacent layers (2A, 2B , 2C, 2D) via one or more
Materialbrücken unmittelbar verbunden ist..  Material bridges is directly connected ..
4. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die 5 Zellen (4A, 4B, 4C) etwa röhrenförmig ausgestaltet sind. 4. The thermal insulation element according to any one of the preceding claims, wherein the 5 cells (4A, 4B, 4C) are designed approximately tubular.
5. Wärmedämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem ein 5. Thermal insulation element according to one of claims 1 to 3, wherein a
Querschnitt der wenigstens zwei aufeinanderliegenden Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) ein Muster aus regelmäßigen Sechsecken aufweist. Cross-section of the at least two superposed layers (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) has a pattern of regular hexagons.
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6. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, des weiteren eine Infrarotlicht reflektierende Beschichtung umfassend. 6. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, further comprising an infrared-reflective coating.
7. Wärmedämmelement nach Anspruch 6, bei welchem die Infrarotlicht reflektierende Beschichtung zwischen den Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) angeordnet ist. The thermal barrier element of claim 6, wherein the infrared-reflective coating is disposed between the layers (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F).
8. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches für Licht im sichtbaren Bereich durchlässig ist. 8. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, which is transparent to light in the visible range.
9. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches für Licht im sichtbaren Bereich durchlässig ist und das rückseitig mit einer lichtabsorbierenden Schicht oder einer Photovoltaik-Schicht versehen ist. 9. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, which is transparent to light in the visible range and which is provided on the back with a light-absorbing layer or a photovoltaic layer.
10. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches auf einer Oberflächen mit einer Photovoltaikschicht beschichtet ist. 10. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, which is coated on a surface with a photovoltaic layer.
1 1. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches des weiteren eine Abdeckung (8A, 8B) zum Schutz vor mechanischer Belastung aufweist. 1 1. A thermal insulation element according to any one of the preceding claims, which further comprises a cover (8A, 8B) for protection against mechanical stress.
12. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches 12. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, which
ausgestaltet ist, eine Verbindung mit einer Fassadenbeschichtung einzugehen. 0 13. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches wenigstens vier Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) aufweist.  is configured to enter into a connection with a facade coating. 0 13. The thermal insulation element according to one of the preceding claims, which has at least four layers (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F).
14. Wärmedämmelement nach Anspruch 13, bei welchem jeweils wenigstens zwei benachbarte Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) in jeweils einem Schichtpaket (20A, 20B, 5 20C) zusammengefasst sind, in dem die Einschnürungen der Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2E,14. The thermal insulation element according to claim 13, wherein in each case at least two adjacent layers (2, 2A, 2B, 2C, 2E, 2F) in each case a layer package (20A, 20B, 5 20C) are summarized, in which the constrictions of the layers (2 2A, 2B, 2C, 2E,
2F) in gleichen Abständen angeordnet sind, wobei benachbarte Einschnürungen 2F) are arranged at equal intervals, with adjacent constrictions
verschiedener Schichten (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F) in jeweils einer Einschnürungsebene (50A, 50B, 50C) senkrecht zur Strangrichtung angeordnet sind, und die  different layers (2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F) are arranged in each case a constriction plane (50A, 50B, 50C) perpendicular to the strand direction, and the
Einschnürungsebenen (50A, 50B, 50C) von benachbarten Schichtpaketen (20A, 20B, 20C) o zueinander versetzt angeordnet sind.  Constricting planes (50A, 50B, 50C) of adjacent layer packets (20A, 20B, 20C) o are arranged offset to each other.
15. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem Zwischenräume (7) zwischen den Zellen (4A, 4B, 4C) evakuiert sind. 15. A thermal insulation element according to any one of the preceding claims, wherein intermediate spaces (7) between the cells (4A, 4B, 4C) are evacuated.
16. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem eine Dämmwirkung von einer Richtung eines Temperaturgradienten abhängt. 16. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, in which an insulating effect depends on a direction of a temperature gradient.
5 17. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches an 5 17. A thermal insulation element according to one of the preceding claims, which an
seitlichen Rändern ein Verbindungsprofil zur formschlüssigen Verbindung mit einem benachbarten Wärmedämmelement aufweist.  lateral edges has a connection profile for positive connection with an adjacent thermal insulation element.
18. Wärmedämmelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, welches an seitlichen o Kanten eine Beschichtung zur thermisch isolierenden Verbindung mit einem benachbarten18. Thermal insulation element according to one of claims 1 to 16, which at lateral o edges a coating for thermally insulating connection with an adjacent
Wärmedämmelement aufweist. Having thermal insulation element.
19. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches mit einem Photovoltaikelement oder einem Sonnenkollektor kombiniert ist.19. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, which is combined with a photovoltaic element or a solar collector.
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20. Wärmedämmelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Zellen (4A, 4B, 4C) während des Aushärtens derart zusammengefügt worden sind, dass ' jede Zelle (4A, 4B, 4C) mit den Zellen der benachbarten Stränge (3A, 3B, 3C, 3D) der selben Schicht und den Zellen der benachbarten Schichten (2A, 2B, 2C, 2D) unmittelbar o verbunden ist. 20. Thermal insulation element according to one of the preceding claims, wherein the cells (Figure 4A, 4B, 4C) are joined together during the curing such that 'each cell (4A, 4B, 4C) with the cells of the adjacent strands (3A, 3B, 3C, 3D) of the same layer and the cells of the adjacent layers (2A, 2B, 2C, 2D) is directly connected.
21. Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmelements, umfassend: 21. A method of making a thermal barrier element comprising:
Schmelzen von Ausgangsmaterial für das Wärmedämmelement,  Melting of starting material for the thermal insulation element,
Einpressen des geschmolzenen Materials durch eine Öffnung in eine  Pressing the molten material through an opening in one
5 evakuierte Kammer als wenigstens ein Strang, einen oder mehrere Hohlräumen 5 evacuated chamber as at least one strand, one or more cavities
umschließend,  circumaural,
Mehrfaches Einschnüren des oder jedes Strangs in Abständen entlang des Multiple constriction of the or each strand at intervals along the
Strangs, und Strand, and
Strecken des oder jedes Strangs, derart, dass die Wandstärke des Strangs bis o zum gewünschten Maß reduziert wird, und  Stretching the or each strand, such that the wall thickness of the strand is reduced to o to the desired degree, and
wobei aus einer Mehrzahl von Strängen eine Schicht gebildet wird, in der die Stränge zueinander etwa parallel angeordnet und in einer Ebene miteinander verbunden sind und in der jeder Strang an zwei weitere Stränge angrenzt, wobei die Stränge zusammengefügt werden, bevor sie ausgehärtet sind. wherein a plurality of strands of a layer is formed, in which the strands arranged approximately parallel to each other and connected in a plane and in which each strand is adjacent to two more strands, the strands being joined together before they are cured.
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei welchem aus einer Mehrzahl von Strängen eine Schicht gebildet wird, in der die Stränge verbunden sind und zueinander etwa parallel verlaufen und in der jeder Strang an zwei weitere Stränge angrenzt. 22. The method of claim 21, wherein a plurality of strands of a layer is formed, in which the strands are connected and extend approximately parallel to each other and in which each strand adjacent to two further strands.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem die Schicht mit einer Infrarotlicht reflektierenden Beschichtung versehen wird. 23. The method of claim 22, wherein the layer is provided with an infrared-reflective coating.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, bei welchem die Schicht an die Form eines zu isolierenden Körpers angepasst wird. 24. The method according to any one of claims 22 or 23, wherein the layer is adapted to the shape of a body to be insulated.
25. Verfahren nach Anspruch 23, bei welchem die Schicht zu einem rohrförmigen Wärmedämmelement aufgerollt wird. 25. The method of claim 23, wherein the layer is rolled up into a tubular thermal insulation element.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei welchem wenigstens zwei Schichten gestapelt werden. 26. The method according to any one of claims 22 to 25, wherein at least two layers are stacked.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei welchem die Einschnürungen der Stränge einer der wenigstens zwei Schichten zu den Einschnürungen in einer weiteren Schicht in Strangrichtung versetzt angeordnet werden. A method as claimed in claim 26, wherein the constrictions of the strands of one of the at least two layers are staggered to the constrictions in another layer in a strand direction.
28. Verfahren nach Anspruch 26, bei welchem jeweils wenigstens zwei Schichten in Schichtpaketen angeordnet werden, wobei benachbarte Einschnürungen verschiedener Schichten in jedem Schichtpaket in einer Einschnürungsebene angeordnet werden und die Einschnürungsebenen von benachbarten Schichtpaketen zueinander versetzt angeordnet werden. 28. The method of claim 26, wherein each at least two layers are arranged in layer packages, wherein adjacent constrictions of different layers are arranged in each layer package in a constriction plane and the constricting planes of adjacent layer packets are arranged offset to each other.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei welchem die wenigstens zwei Schichten in gleichmäßige Abschnitte zerteilt werden. A method according to any one of claims 26 to 28, wherein the at least two layers are divided into uniform sections.
30. Verfahren nach Anspruch 29, bei welchem die wenigstens zwei Schichten so in gleichmäßige Abschnitte zerteilt werden, dass sie an seitlichen Rändern ein 30. The method of claim 29, wherein the at least two layers are divided into uniform sections so that they at lateral edges
Verbindungsprofil zu einer formschlüssigen Verbindung aufweisen. Have connection profile to a positive connection.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, bei welchem die wenigstens zwei Schichten ein Wärmedämmelement bilden. 31. The method according to any one of claims 26 to 30, wherein the at least two layers form a thermal insulation element.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 31 , bei welchem das 32. The method according to any one of claims 25 or 31, wherein the
Wärmedämmelement durch eine Vakuumschleuse aus der evakuierten Kammer entnommen wird. Thermal insulation element is removed through a vacuum lock from the evacuated chamber.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, bei welchem das Material Glas oder aushärtbarer Kunststoff ist und die Stränge zusammengefügt werden, bevor sie ausgehärtet sind. A method according to any of claims 21 to 32, wherein the material is glass or thermosetting plastic and the strands are joined together before they are cured.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3792417A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-17 V21 GmbH Insulating element with corrugation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1434758B1 (en) 1960-06-09 1971-01-21 Perini Dr Carlo Thermally insulating wall for a container or room, consisting of hollow elements made of material with low thermal conductivity
US3769770A (en) 1969-01-23 1973-11-06 Sanders Nuclear Corp Thermal super insulation
US4468423A (en) 1982-11-17 1984-08-28 Arlie Hall Insulating cell element and structures composed thereof
DE3828669A1 (en) 1988-08-24 1990-03-08 Degussa FORMKOERPER FOR HEAT INSULATION
US5500287A (en) 1992-10-30 1996-03-19 Innovation Associates, Inc. Thermal insulating material and method of manufacturing same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1434758U (en) *
BE464442A (en) * 1941-10-27
DE2950447A1 (en) 1978-08-28 1981-01-15 Leonard B Torobin Method and apparatus for producing hollow microspheres
US4618517A (en) * 1984-06-29 1986-10-21 Simko Jr Frank A Thermal insulating material
DE102004026894A1 (en) 2004-06-02 2005-12-22 Cremers, Jan M., Dipl.-Ing. Heat insulating mat principle for e.g. vacuum insulation panel, involves providing insulating units between two foil-like covering materials, and separating units through gas tight connection of foil-like covering materials
GB2450857B (en) * 2007-07-12 2012-06-06 John Kinsella Insulating materials
DE102007056837A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-28 Michael Hamberger Vacuum isolation element for thermal insulation of buildings, devices, refrigerating chambers, refrigerators, motor vehicles, airplanes, ships, has insulating material that defines multiple chambers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1434758B1 (en) 1960-06-09 1971-01-21 Perini Dr Carlo Thermally insulating wall for a container or room, consisting of hollow elements made of material with low thermal conductivity
US3769770A (en) 1969-01-23 1973-11-06 Sanders Nuclear Corp Thermal super insulation
US4468423A (en) 1982-11-17 1984-08-28 Arlie Hall Insulating cell element and structures composed thereof
DE3828669A1 (en) 1988-08-24 1990-03-08 Degussa FORMKOERPER FOR HEAT INSULATION
US5500287A (en) 1992-10-30 1996-03-19 Innovation Associates, Inc. Thermal insulating material and method of manufacturing same
US5501871A (en) 1992-10-30 1996-03-26 Innovation Associates, Inc. Thermal insulating material and method of manufacturing same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3792417A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-17 V21 GmbH Insulating element with corrugation
WO2021052993A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-25 V21 Gmbh Insulating element with a corrugated surface
CN114746614A (en) * 2019-09-16 2022-07-12 V21有限公司 Insulating element with corrugated surface

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