WO2018050517A2 - Rollbare isoliervorrichtung - Google Patents

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WO2018050517A2
WO2018050517A2 PCT/EP2017/072377 EP2017072377W WO2018050517A2 WO 2018050517 A2 WO2018050517 A2 WO 2018050517A2 EP 2017072377 W EP2017072377 W EP 2017072377W WO 2018050517 A2 WO2018050517 A2 WO 2018050517A2
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spacer elements
film webs
insulating
insulation
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Frank Prissok
Nikolaus Nestle
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Basf Se
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    • E06B2009/2458—Parallel screens moving simultaneously

Definitions

  • the present invention relates to a rollable insulating device and its uses.
  • Windows and glass facades often present a weak point in heat regulation in buildings.
  • solid walls can be provided with good heat insulation, the heat losses or the heat input on windows are many times higher, even with modern insulating glass units.
  • proposals have already been made for the insulation of windows or facades.
  • multi-layer curtains have been described with the aim of thermal insulation.
  • DE 32 18 469 A1 proposes a heat-insulating curtain to reduce the heat losses on the windows of a building. Behind the window, for this purpose, a heat-insulating curtain is spread out of a plurality of parallel tracks, wherein the tracks are held by spaced between them stationary guide elements at a mutual distance, so that they include open air chambers. If the curtain is not needed, the webs can be wound in close contact with each other on a roll close to each other.
  • DE 20 2014 000 533 U1 describes an insulation device for windows or facades, in which a plurality of mutually parallel and spaced plastic film webs are provided, which can be wound up and unwound onto a roll.
  • plastic film webs are arranged inside a casing which consists of two parallel to the plastic film sheets provided flexible shell side parts, one of the lower edge facing, connected to the lower edges of the shell side panels and the plastic film webs spacers and a spacer remote from the upper, the upper edges and shell side panels connecting fastener for the plastic film webs exists.
  • the casing is wound on at least one arranged at the upper end deflecting element together with the plastic film webs on the roller.
  • the heat transfer coefficient (U) should be controllable.
  • Isolations are also known in which aluminized foils are arranged one behind the other at intervals of a few millimeters, which are commercially sold as "Alfol isolations.”
  • a disadvantage of the hitherto known technical solutions are the more or less complicated constructions around the web-like materials used To keep distance, which is realized by pulleys or elements in the form of a spacer comb.The production of the corresponding elements is therefore complex and must also be done to the extent required later.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide an insulating device that is universally applicable and can be easily adapted to the required dimensions. Another objective is to provide easy and space-saving storage when the isolation device is not being used or being transported.
  • an insulating device (1) comprising
  • the insulating device (1) according to the invention has the advantage that on the one hand it can be rolled up and down without the need for permanently installed and / or external spacers. On the other hand, when it rolls out, it offers the advantage that the required spacings of the individual film webs (101) are set directly by the provided spacing elements (105).
  • the insulating device (1) according to the invention is further designed so that it can be retrofitted with simple tools to the required degree.
  • the insulating device (1) according to the invention has a low weight and can be transported well in the rolled-up state.
  • the insulating device (1) according to the first aspect of the present invention comprises at least three mutually parallel film webs (101 a, 101 b, 101 c), wherein two adjacent film webs (101 a, 101 b, 101 c) each have a gap (103 a , 103b).
  • the at least three film webs (101 a, 101 b, 101 c) have the same size and are precisely arranged one above the other so that they are parallel to each other.
  • the film webs (101 a, 101 b, 101 c) in their dimensions are not limited and can be performed in any width and, in principle, endless. Practically, however, dimensions are chosen, especially for the width, which can be realized by machine with reasonable effort.
  • the film webs (101 a, 101 b, 101 c) can be rolled up or rolled together on a corresponding device such as a roller (5) (or roller or reel).
  • a roller (5) or roller or reel
  • the film webs (101 a, 101 b, 101 c) are designed sufficiently flexible and preferably have an elasticity.
  • spacer elements (105) are arranged in the intermediate spaces (103 a, 103 b), which are aligned linearly in a first direction (Y).
  • the phrase "linearly aligned in a first direction (Y)" in the sense of the present invention means that the spacer elements (105) are aligned in the first direction (Y), ie across the width of the film webs (101), and continuously or side by side
  • the individual arrangements of spacer elements (105) are arranged parallel to one another in the various intermediate spaces (103a, 103b) and run in the same direction.
  • This line-shaped alignment runs in a first preferred embodiment in a straight line parallel or substantially parallel to the upper or lower edge of the insulating device (1) or to the axis of the reeling.
  • the spacer elements (105) may be curved in a line shape, for example in an arc or in the form of a sine wave.
  • the insulating device (1) is characterized in that the spacer elements (105) are fixedly connected to two adjacent film webs (101 a, 101 b, 101 c), wherein the spacer elements (105) in a first intermediate space (103 a) by a degree (M) are arranged offset parallel to the spacer elements (105) in a second intermediate space (103b).
  • the insulating device (1) according to the invention has the advantage that it can be rolled up in a space-saving manner, since the arrangements of the spacer elements (105) are parallel displaced by the spacing elements (105) in the individual interspaces (103a, 103b) by the amount (M) ) do not come to lie over each other, but offset each other. Thus, the rolling is not difficult and it results in the rolled state of the insulating device (1) no bulges.
  • FIG. 2a A schematic representation of this arrangement is shown in FIG. 2a.
  • the insulating device (1) according to the invention has a low weight in comparison with conventional insulation materials makes them not only advantageous for transport.
  • the insulating device (1) according to the invention represents an interesting candidate.
  • the dimension (M), by which the spacer elements (105) are arranged in a first intermediate space (103a) offset parallel to the spacer elements (105) in a second intermediate space (103b), is 0.5 times to 15 times, preferably 1 to 10 times the diameter of the spacers (105).
  • the same measure (M) also applies to the offset of the spacers (105) in a second space (103b) to the spacers (105) in a third space (103c).
  • the spacers (105) are spaced within a gap (103a, 103b) in the length of the insulating device (1), that is, in the second direction (X), at a pitch (A) that is 2 to 40 times , preferably 5 times to 30 times, the diameter of the spacer elements (105) is.
  • the selected distance (A) across the second direction (X) is not constant but increases from the beginning of the isolation device (1), that is from the roll (5) ago, continuously up to the end, that is, the free end.
  • the term "firmly connected" in the context of the present invention means that the spacer elements (105) are non-positively connected to the film webs (101), in particular by adhesive bonding Alternatively, the spacer elements (105) can also be bonded, for example by welding, to the film webs On the one hand, this fixed connection ensures that the spacer elements are held in their position, while on the other hand slippage of the individual film webs (101) relative to one another is also avoided.
  • the spacer elements (105) comprise an elastic material which is compressible, in particular reversibly compressible.
  • compressible or “reversibly compressible” is meant in the present invention the property of a material that can be compressed under a certain load (by 20% to 40%, preferably 25% to 35%, of the volume in the unloaded state). but when the load is removed, it is fully restored to its original condition and dimensions.
  • the spacer elements (105) have a modulus of elasticity between 50 kPa and 5 MPa, preferably between 100 kPa and 1 MPa.
  • the effect of the aforementioned space-saving reeling - and thus the space-saving storage and transport - is further improved if the spacer elements (105) are reversibly compressible.
  • the insulating device (1) according to the invention can therefore be rolled up even more tightly under compression of the spacer elements (105) and takes up even less space.
  • the spacer elements (105) of the insulating device (1) according to the invention may be spherical or strand-shaped.
  • the spacer elements (105) are formed spherical, a very simple attachment of the same allows.
  • the gaps (103a, 103b) are divided into chambers communicating with each other in a predetermined amount.
  • the individual spherical spacers (105) can be arranged at a distance to each other which is 0 times (ie no distance) to 10 times the diameter of the spacer elements (105).
  • the possible convection currents in this way have little effect on the insulating effect of the material. This stands opposite as an advantage of much lower material requirements for spherical spacers.
  • the spacers (105) When the spacers (105) are stranded and extend the full width, that is, in the first direction (Y), they define, within the spaces (103a, 103b), chambers which, by and large, only at the ends, means side, are open. In order to avoid mechanical problems, it has proven to be useful to provide strand-shaped spacer elements (105) only parallel to the upper or lower edge of the insulating device (1).
  • spherical spacers (105) significantly increases the flow resistance, or sets this to a predeterminable level, while the flow is almost prevented by strand-shaped spacers (105).
  • the spacer elements (105) preferably have a diameter of 2 mm to 12 mm, in particular of 3 mm to 10 mm, preferably of 4 mm to 6 mm.
  • the diameter of the spherical spacer elements (105) corresponds to the ball diameter, while the diameter of the strand-shaped spacer elements (105) corresponds to the strand cross-section.
  • thermoplastic elastomers can be used as the material for the spacer elements (105).
  • Particularly preferred are thermoplastic polyurethane, polyesters (such as polybutylene adipate terephthalate (PBAT) or polybutylene succinate), polyamides, polyolefins and copolymers of polystyrene with butadiene or isoprene.
  • thermoplastic polyurethane is particularly preferred for the spacers (105) since it has the best properties in terms of reversible compressibility and processability.
  • the film webs (101) preferably comprise a polymer material which is in particular polyethylene terephthalate, polyimide or polyethylene.
  • the spacer elements (105) beads of expanded thermoplastic polyurethane (E-TPU, a product of BASF SE and base of the particle foam Infinergy ® ) proved to be advantageous.
  • E-TPU beads are adhered to a film of polyethylene terephthalate (PET) to ensure sufficient mechanical stability.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the E-TPU beads can be well reversibly compressed and stick together well.
  • the film webs (101 a, 101 b, 101 c) are transparent or translucent.
  • the insulating device (1) according to the invention in front of a window or a glass facade to create an always translucent switchable thermal insulation.
  • the film webs (101 a, 101 b, 101 c) on a metallization or a lamination In an alternative embodiment of the insulating device according to the invention 0 (1), the film webs (101 a, 101 b, 101 c) on a metallization or a lamination.
  • metallized film webs (101 a, 101 b, 101 c)
  • an efficient thermal insulation can be achieved.
  • a better reflection of thermal I R radiation causes better insulation and at the same time also reflects the solar radiation.
  • a metallization of the outer film web (101 a) is sufficient.
  • thermal IR radiation advantageously not only the outer film but also each of the film webs (101a, 101b, 101c) can be metallized.
  • the lamination according to the invention of one or more of the film webs (101 a, 101 b, 101 c) can, for example, increase the UV resistance or the mechanical strength of an outer film web (101 c) which comes into frictional contact with other materials, thus damaging it avoid.
  • Lamination may also serve aesthetics when the insulating device (1) of the present invention is used in the form of a curtain on a window or within an insulating glass unit.
  • the number of film webs (101 a) in the insulating device (1) according to the invention 0 is basically not limited. It makes sense to use three film webs with two intermediate spaces (103a, 103b) as the lower limit. A practically sensible upper limit is 40 film webs (101). In particular, 4 to 30 film webs (101) are preferred for the insulating device (1) according to the invention.
  • the insulating device (1) according to the invention may further comprise a closing element (107) which is attached to the free end of the insulating device (1), that is, at the end, which is unrolled by a roller (5).
  • the term "attached" in accordance with the invention comprises a non-positive connection, for example by clamping (reversible connection), or a cohesive connection, for example by gluing or welding
  • the closing element is expediently provided with openings which have the lowest possible flow resistance.
  • the closing element (107) serves as a weight for improving the hanging behavior.
  • the closing element (107) can be a final spacer for the individual film webs (101 a, 101 b, 101 c).
  • the closing element (107) which can also be subdivided into individual segments, can also be retrofitted.
  • the insulating device (1) according to the invention can have a heat transfer coefficient of 1.5 W / m 2 K to 0.15 W / m 2 K, preferably from 0.8 W / m 2 K to 0.2 W / m 2 K. ,
  • the present invention relates to the use of the insulating device (1) according to the invention, as described above, for the insulation of short-term or medium-term created and used buildings.
  • buildings constructed and used in the short term or in the medium term are, for example, simple halls or mobile buildings such as tents, for example emergency shelters or marquees and space-saving manner be transported and unfolds after their rolling their beneficial thermal insulation properties.
  • the insulating device (1) according to the invention can be dismantled in a simple manner and rolled up again in a simple manner after opening (for example by cutting open) its edges.
  • a reuse (dimensionally "downcycling") of the insulating device (1) according to the invention is therefore readily possible, which on the one hand brings cost advantages and on the other hand reduces waste or recyclable materials.
  • the insulating device (1) according to the invention can be firmly connected to the tarpaulins and rolled up during dismantling with this.
  • the edges of the insulating device (1) according to the invention should not be closed in this case, but remain open.
  • a third aspect of the present invention relates to the use of the insulating device (1) according to the invention as packaging material for impact-sensitive articles.
  • the insulating device (1) according to the invention can be unrolled in desired sizes.
  • the edges of the insulating device (1) according to the invention can be at least partially closed.
  • some sections remain unlocked, so that when applied to the insulating device according to the invention (1) pressure between the film webs (101) in the interstices (103) located gas volume is slowly pushed out, whereby the impact energy is absorbed efficiently.
  • the use as a packaging material may represent a meaningful reuse of buildings previously constructed for the insulation of short term or medium term buildings, as set forth in the previous aspect.
  • a fourth aspect of the present invention is the use of the insulating device (1) according to the invention in a mat, whereas in the leisure sector so-called "self-inflating mattresses" are marketed for camping or sports applications, where the materials used often have the disadvantage that a great deal of time is lost during roll-out.
  • the insulating device (1) according to the invention can advantageously serve as a core for such a self-inflating sleeping mat, since the arrangement of film webs (101 a, 101 b, 101 c) and spacer elements (105) ensure rapid filling of the interspaces (103) After closing the outer jacket of the hammock this offers a high level of comfort Moreover, the insulating effect of the insulating device (1) according to the invention in a hammock is significantly better than at conventional n materials.
  • a fifth aspect of the present invention relates to the use of the insulating device (1) according to the invention in an insulating unit (3) for controlling the heat transfer coefficient (U).
  • This regulation of the heat transfer coefficient (U) is similar to that described in WO 2014/1 14563 A1.
  • the description of the embodiments will be discussed in detail. The invention has been described above with reference to the example of an insulating device (1) according to the invention with three film webs (101 a, 101 b, 101 c) and two interspaces (103 a, 103 b) defined by these.
  • each further film web (101) and each further interspace (103) is designated by a further letter of the alphabet, for example film webs (101 d, 101 e) and interspaces (103 c, 103 d), without departing from the scope of the Deviate from the invention.
  • the use of the letters is partly dispensed with and all film webs are labeled (101) or all interspaces with (103) blanket.
  • Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a portion of
  • Fig. 2a is a schematic cross-sectional view of a portion of
  • Insulating device 1 in a rolled-up state
  • 2b is a schematic cross-sectional view of a portion of
  • Insulating device 1 in a rolled-up and compressed state
  • Fig. 3a is a schematic representation of an insulating unit 3 as
  • Fig. 3b is a schematic representation of an insulating unit 3 as
  • Embodiment of the invention in the partially closed state with partially unrolled insulating device 1 and 3c is a schematic representation of an insulating unit 3 as an embodiment of the invention in the closed state with completely unrolled insulating device. 1
  • the present invention is based on the consideration that the spacer elements 105 made of an elastic material are offset between the individual film webs 101 in order to produce a type of "mat.” When rolled up, this "mat" has a layer thickness which is only slightly greater than the height a spacer 105 (see Figure 2a). In particular, in the compressed state of the spacer elements 105, a layer thickness can be achieved which is only slightly greater than the height of a compressed spacer element 105 (see FIG.
  • the film webs 101 held at a distance by the spacer elements 105 add up to a multiple of the uncompressed state of the spacer elements 105, as shown in FIG. If, for example, eleven film webs 101 arranged parallel to one another are deployed by ten layers of spacer elements 105 with a diameter of 5 mm, a thickness of the insulating device 1 in the unrolled state of approximately 5 cm results, while in the rolled-up state, a thickness occurs due to the compression of the spacer elements 105 of less than 5 mm is achieved.
  • An exemplary application of the insulating device 1 according to the invention is switchable insulation, that is to say insulation whose thermal transmittance U can be controlled manually or automatically as a function of the current requirements.
  • the insulating devices 1 according to the invention can therefore be used advantageously for energy management in buildings.
  • Wall structures with switchable thermal transmittance coefficients U open up a new approach to energy management in buildings. Such wall structures can make a significant contribution to the achievement of political requirements with regard to low energy buildings or passive houses (so-called "zero energy building").
  • the rollable insulating device 1 according to the invention is characterized in this context on the one hand by a high switching stroke, since U-values can be achieved in the area of today's conventional fixed thermal insulation, while in the rolled-up state no insulation is present.
  • the insulating device 1 according to the invention also contributes, in the unrolled state, to considerably reducing the overheating of buildings as a result of a high reflection of solar radiation.
  • a special application is in office buildings, when the switchable insulation is switched on the basis of the inventive rolling isolator 1 mainly in winter nights to prevent heat loss from the building out.
  • the insulating devices can also be switched to reduce the solar radiation and the heat input.
  • the switchable insulation based on the rollable insulating device 1 according to the invention can also be switched on in winter nights to reduce the heat loss.
  • this insulation can also be switched during the day in winter and on hot summer days.
  • the rollable design has the advantage that even a partial closure is possible, whereby on the one hand significantly reduces the sun, but at the same time the light inlet is ensured.
  • FIGS. 3a, 3b and 3c show diagrammatically an isolating unit 3 with switchable thermal transmittance coefficient U, similar to the embodiment described in WO 2014/1 14563 A1.
  • the insulating unit 3 has a front disk 301 (outside) and a rear disk 303 (inside), between which an insulating element 305 is arranged. Between the discs 301, 303 and the insulating member 305, a cavity 307 is provided.
  • the insulating unit 3 also has a frame, not shown, as well as other components, which are, however, of minor importance to the principle of the present invention.
  • the rollable insulating device 1 according to the invention is introduced into the cavity 307 (air gap) present in front of the fixed insulating element 305, in such a way that in the completely rolled-up state, there is no disturbance of the convection around the insulating element 305.
  • Figure 3a shows this basic position of the insulating unit 3, in which the insulating device 1 according to the invention is completely rolled up on a roll 5 and daylight and sunlight can enter unhindered. In this basic position, the insulating unit 3 has a high U-value in the range of 1.5 W / m 2 K and a translucency determined by the fixed insulating element 305.
  • Figure 3b shows a partially unrolled insulating device 1, that is half lowered.
  • the insulating device 1 suppresses the convection in the insulating unit 3, so that now a 30 largely determined by the thermal properties of the fixed Dämmelements thermal insulation is achieved by the insulating unit 3.
  • the translucency in this condition is only slightly reduced. Incident solar radiation can thus contribute to the supply of light and to the heating of the building.
  • the energy transmittance (g-value, a measure of the transparency of transparent components for energy) and the passage of light are thus selectable within certain limits.
  • Figure 3c shows the completely closed state in which the insulating device 1 is completely unrolled.
  • the translucency of the insulating unit 3 can be reduced to zero, while at the same time the insulation effect is improved to a common by the properties of the fixed Dämmelements 305 and the rollable insulating device 1 heat transfer coefficient U according to the invention.
  • the insulation unit 3 is not only insulating, but also reflects incoming solar radiation almost completely, so that overheating of the building can be prevented by solar radiation.
  • the insulating device (1) according to the invention is an interesting candidate for applications in which a balance between low weight and good insulating properties is required. It can therefore be used, for example, in the insulation of vehicles in which as little mass as possible is to be moved in order to save drive energy.
  • the open edges of the insulating device (1) according to the invention can be advantageously closed.
  • the insulating device (1) according to the invention can also be used for the temporary isolation of vehicles and replace conventional sun protection or the isolation (and darkening) of cabs, especially in trucks serve.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Isoliervorrichtung (1), umfassend zumindest drei parallel zueinander angeordnete Folienbahnen (101a, 101b, 101c), wobei zwei benachbarte Folienbahnen (101a, 101b, 101c) jeweils einen Zwischenraum (103a, 103b) definieren, und zwischen den Folienbahnen (101a, 101b, 101c) in den Zwischenräumen (103a, 103b) angeordnete Abstandselemente (105), die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (105) fest mit zwei benachbarten Folienbahnen (101) verbunden sind, wobei die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) um ein Maß (M) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung der Isoliervorrichtung (1) zur Dämmung von kurzfristig oder mittelfristig erstellten und genutzten Gebäuden, als Verpackungsmaterial für stoßempfindliche Gegenstände, in einer Liegematte und in einer Isoliereinheit (3) zur Regelung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U).

Description

Rollbare Isoliervorrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine rollbare Isoliervorrichtung und deren Verwendungen. Fenster und Glasfassaden stellen in Gebäuden häufig eine Schwachstelle bei der Wärmeregulierung dar. Während nach dem Stand der Technik feste Wände mit guter Wärmeisolierung versehen werden können, sind die Wärmeverluste bzw. der Wärmeeintrag an Fenstern selbst bei modernen Isolierglaseinheiten um ein Vielfaches höher. In der Vergangenheit wurden daher bereits Vorschläge zur Isolierung von Fenstern oder Fassaden gemacht. Neben herkömmlichen Rollläden oder Sonnenrollos wurden insbesondere mehrschichtige Vorhänge mit dem Ziel der Wärmedämmung beschrieben.
So stellt DE 32 18 469 A1 einen wärmedämmenden Vorhang vor, um die Wärmeverluste an den Fenstern eines Gebäudes zu verringern. Hinter dem Fenster wird dazu ein wärmedämmender Vorhang aus mehreren parallelen Bahnen ausgebreitet, wobei die Bahnen durch zwischen ihnen angeordnete stationäre Führungselemente in gegenseitigem Abstand gehalten werden, so dass sie offene Luftkammern einschließen. Wird der Vorhang nicht benötigt, können die Bahnen in direkter Berührung auf eine Walze dicht aufeinander gewickelt werden.
Ferner beschreibt DE 20 2014 000 533 U1 eine Isolationsvorrichtung für Fenster oder Fassaden, bei der eine Mehrzahl parallel zueinander angeordneter und beabstandeter Kunststofffolienbahnen vorgesehen sind, die auf eine Walze auf- und abgewickelt werden können. Diese Kunststofffolienbahnen sind im Inneren einer Ummantelung angeordnet, die aus zwei parallel zu den Kunststofffolienbahnen vorgesehenen biegsamen Mantelseitenteilen, einem der Unterkante zugewandten, mit den Unterkanten der Mantelseitenteile und den Kunststofffolienbahnen verbundenen Abstandhalter und einem dem Abstandhalter abgewandten oberen, die oberen Kanten und Mantelseitenteile verbindenden Befestigungselement für die Kunststofffolienbahnen besteht. Die Ummantelung wird über mindestens ein am oberen Ende angeordnetes Umlenkelement gemeinsam mit den Kunststofffolienbahnen auf die Walze aufgewickelt. In gewissen Grenzen soll so der Wärmedurchgangskoeffizient (U) regelbar sein. Ferner sind Isolierungen bekannt, bei denen aluminisierte Folien in Abständen von wenigen Millimetern hintereinander angeordnet sind, welche kommerziell als „Alfol- Isolierungen" vertrieben werden. Nachteilig an den bislang bekannten technischen Lösungen sind die mehr oder weniger aufwändigen Konstruktionen, um die verwendeten bahnförmigen Materialien auf Abstand zu halten, was durch Umlenkrollen oder Elemente in Form eines Abstandhalterkamms realisiert wird. Die Herstellung der entsprechenden Elemente ist daher aufwändig und muss zudem auf das später benötigte Maß erfolgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Isoliervorrichtung bereitzustellen, die universell einsetzbar ist und in einfacher Weise an die benötigten Maße angepasst werden kann. Ein weiteres Ziel ist eine leichte und platzsparende Aufbewahrung, wenn die Isoliervorrichtung nicht verwendet wird oder transportiert werden soll.
Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Isoliervorrichtung (1 ) gelöst, umfassend
zumindest drei parallel zueinander angeordnete Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c), wobei zwei benachbarte Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) jeweils einen
Zwischenraum (103a, 103b) definieren, und
zwischen den Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) in den Zwischenräumen (103a, 103b) angeordnete Abstandselemente (105), die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (105) fest mit zwei benachbarten Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) verbunden sind, wobei die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) um ein Maß (M) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) hat den Vorteil, dass sie einerseits auf- und abgerollt werden kann, ohne dazu fest installierte und/oder externe Abstandhalter zu benötigen. Andererseits bietet sie beim Ausrollen den Vorteil, dass durch die vorgesehenen Abstandselemente (105) die benötigten Abstände der einzelnen Folienbahnen (101 ) direkt eingestellt werden. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) ist ferner dazu ausgelegt, dass sie mit einfachen Werkzeugen nachträglich auf das benötigte Maß gebracht werden kann. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) hat ein geringes Gewicht und lässt sich im zusammengerollten Zustand gut transportieren.
Nachstehend wird die Erfindung im Detail beschrieben.
Wenn in der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) Merkmale genannt werden, so beziehen sich diese auch auf die erfindungsgemäßen Verwendungen, wie sie nachstehend beschrieben werden. Ebenso beziehen sich Merkmale, die in der Beschreibung der erfindungsgemäßen Verwendungen angeführt werden, auf die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ). Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest drei parallel zueinander angeordnete Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c), wobei zwei benachbarte Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) jeweils einen Zwischenraum (103a, 103b) definieren. Die zumindest drei Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) haben die gleiche Größe und werden passgenau übereinander angeordnet, so dass sie parallel zueinander liegen. Grundsätzlich sind die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) in ihren Abmessungen (Länge, Breite) nicht beschränkt und können in beliebiger Breite sowie prinzipiell endlos ausgeführt werden. Praktisch werden jedoch Maße gewählt, insbesondere für die Breite, die maschinell mit sinnvollem Aufwand realisierbar sind.
Die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) lassen sich gemeinsam auf eine entsprechende Einrichtung wie eine Rolle (5) (oder Walze oder Haspel) aufrollen bzw. abrollen. Hierzu sind die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) ausreichend biegsam ausgelegt und besitzen vorzugsweise eine Elastizität.
Zwischen den Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) sind in den Zwischenräumen (103a, 103b) Abstandselemente (105) angeordnet, die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind. Die Formulierung„in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet" bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die Abstandselemente (105) in der ersten Richtung (Y), das heißt über die Breite der Folienbahnen (101 ), ausgerichtet und durchgehend oder nebeneinander angeordnet sind Die einzelnen Anordnungen von Abstandselementen (105) sind in den verschiedenen Zwischenräumen (103a, 103b) parallel zueinander angeordnet und verlaufen in der gleichen Richtung.
Diese linienformige Ausrichtung verläuft in einer ersten bevorzugten Ausführungsform geradlinig parallel oder im Wesentlichen parallel zur Ober- bzw. Unterkante der Isoliervorrichtung (1 ) bzw. zu der Achse des Aufrollens.
In einer dazu alternativen Ausführungsform kann die linienformige Ausrichtung der Abstandselemente (105) zwar geradlinig, aber in einem Winkel zur Ober- bzw. Unterkante der Isoliervorrichtung (1 ), das heißt schräg, verlaufen. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Abstandselemente (105) gekrümmt linienförmig ausgerichtet sein, beispielsweise in einem Bogen oder in Form einer Sinuswelle. Die Isoliervorrichtung (1 ) zeichnet sich dadurch aus, dass die Abstandselemente (105) fest mit zwei benachbarten Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) verbunden sind, wobei die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) um ein Maß (M) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) hat den Vorteil, dass sie platzsparend aufgerollt werden kann, da durch das parallele Versetzen der Abstandselemente (105) in den einzelnen Zwischenräumen (103a, 103b) um das Maß (M) beim Aufrollen die Anordnungen der Abstandselemente (105) nicht übereinander zu liegen kommen, sondern versetzt zueinander. Damit wird das Aufrollen nicht erschwert und es ergeben sich im aufgerollten Zustand der Isoliervorrichtung (1 ) keine Ausbauchungen. Eine schematische Darstellung dieser Anordnung wird in Figur 2a wiedergegeben.
Beim Abrollen bietet die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) den Vorteil, dass keine fest installierten und/oder externen Abstandhalter notwendig sind, um die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) auf dem gewünschten Abstand zueinander zu halten, da diese Funktion von den integrierten Abstandselementen (105) übernommen wird.
Dass die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) im Vergleich zu herkömmlichen Isolationsmaterialien ein geringes Gewicht aufweist, macht sie nicht nur für den Transport vorteilhaft. Für Anwendungen, bei denen es auf einen Ausgleich zwischen geringem Gewicht und guten Isoliereigenschaften ankommt, beispielsweise bei der Isolierung von Fahrzeugen, stellt die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) einen interessanten Kandidaten dar.
Das Maß (M), um das die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind, beträgt das 0,5-fache bis 15-fache, bevorzugt das 1 -fache bis 10-fache, des Durchmessers der Abstandselemente (105). Das gleiche Maß (M) gilt ebenso für den Versatz der Abstandselemente (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) zu den Abstandselementen (105) in einem dritten Zwischenraum (103c).
Die Abstandselemente (105) sind innerhalb eines Zwischenraums (103a, 103b) in der Länge der Isoliervorrichtung (1 ), das heißt in der zweiten Richtung (X), in einem Abstand (A) abgeordnet, der das 2-fache bis 40-fache, bevorzugt das 5-fache bis 30- fache, des Durchmessers der Abstandselemente (105) beträgt.
In einer Abwandlung dieses Merkmals ist der gewählte Abstand (A) über die zweite Richtung (X) nicht konstant, sondern vergrößert sich vom Anfang der Isoliervorrichtung (1 ), das heißt von der Rolle (5) her, kontinuierlich bis zu deren Ende, das heißt deren freiem Ende.
Die Formulierung „fest verbunden" bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung, dass die Abstandselemente (105) kraftschlüssig mit den Folienbahnen (101 ) verbunden sind, insbesondere durch Kleben. Alternativ können die Abstandselemente (105) auch stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, mit den Folienbahnen (101 ) verbunden sein. Diese feste Verbindung sorgt einerseits dafür, dass die Abstandselemente an ihrer Position gehalten werden, während andererseits ein Verrutschen der einzelnen Folienbahnen (101 ) gegeneinander ebenfalls vermieden wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen die Abstandselemente (105) ein elastisches Material, das komprimierbar ist, insbesondere reversibel komprimierbar.
Unter „komprimierbar" bzw. „reversibel komprimierbar" wird in der vorliegenden Erfindung die Eigenschaft eines Materials verstanden, das unter einer gewissen Last zusammengedrückt werden kann (um 20 % bis 40 %, vorzugsweise 25 % bis 35 %, des Volumens im unbelasteten Zustand), sich aber bei Wegnahme der Last wieder vollständig in den ursprünglichen Zustand und die ursprünglichen Abmessungen entspannt. Die Abstandselemente (105) weisen dabei ein Elastizitätsmodul zwischen 50 kPa und 5 MPa, bevorzugt zwischen 100 kPa und 1 MPa, auf.
Der Effekt des vorstehend genannten platzsparenden Aufrollens - und damit auch des platzsparenden Aufbewahrens und Transportierens - wird noch weiter verbessert, wenn die Abstandselemente (105) reversibel komprimierbar sind. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) lässt sich daher unter Kompression der Abstandselemente (105) noch enger zusammenrollen und nimmt noch weniger Platz weg.
Die Abstandselemente (105) der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) können kugelförmig oder strangförmig ausgebildet sein.
Dadurch, dass die Abstandselemente (105) kugelförmig ausgebildet werden, wird eine sehr einfache Anbringung derselben ermöglicht. Die Zwischenräume (103a, 103b) werden in Kammern unterteilt, die in einem vorher festlegbaren Umfang miteinander in Verbindung stehen. Die einzelnen kugelförmigen Abstandselemente (105) können dazu in einem Abstand zueinander angeordnet werden, der das 0-fache (d.h. kein Abstand) bis 10-fache das Durchmesser der Abstandselemente (105) beträgt. Die auf diese Weise möglichen Konvektionsströmungen wirken sich nur wenig auf die Isolierwirkung des Materials aus. Dem steht als Vorteil der wesentlich geringere Materialbedarf bei kugelförmigen Abstandshaltern gegenüber. Wenn die Abstandselemente (105) strangformig ausgebildet werden und sich über die vollständige Breite, das heißt in der ersten Richtung (Y) erstrecken, definieren sie innerhalb der Zwischenräume (103a, 103b) Kammern, die im Großen und Ganzen nur an den Enden, das heißt seitlich, offen sind. Um mechanische Probleme zu vermeiden, hat es sich als sinnvoll herausgestellt, strangformig ausgebildete Abstandselemente (105) nur parallel zur Ober- bzw. Unterkante der Isoliervorrichtung (1 ) vorzusehen.
Im ausgerollten Zustand der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) können daher nur geringe oder keine parasitären Konvektionsströmungen auftreten, welche den Wärmedurchgangskoeffizienten beeinträchtigen. Das Vorsehen von kugelförmigen Abstandselementen (105) erhöht den Strömungswiderstand deutlich, bzw. stellt diesen auf ein vorgebbares Maß ein, während die Strömung durch strangformig ausgebildete Abstandselemente (105) nahezu unterbunden wird.
Die Abstandselemente (105) haben vorzugsweise einen Durchmesser von 2 mm bis 12 mm, insbesondere von 3 mm bis 10 mm, bevorzugt von 4 mm bis 6 mm. Der Durchmesser der kugelförmigen Abstandselemente (105) entspricht dem Kugeldurchmesser, während der Durchmesser der strangförmigen Abstandselemente (105) dem Strangquerschnitt entspricht.
Als Material für die Abstandselemente (105) können geschäumte thermoplastische Elastomere eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Thermoplastisches Polyurethan, Polyester (wie z.B. Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT) oder Polybuthylensuccinat), Polyamide, Polyolefine sowie Copolymerisate von Polystyrol mit Butadien oder Isopren. Unter den genannten Materialien ist Thermoplastisches Polyurethan für die Abstandselemente (105) besonders bevorzugt, da es hinsichtlich der reversiblen Komprimierbarkeit und der Verarbeitbarkeit die besten Eigenschaften aufweist.
Die Folienbahnen (101 ) umfassen vorzugsweise ein Polymermaterial, das insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyimid oder Polyethylen ist.
Für konkrete Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) haben sich für die Abstandselemente (105) Perlen aus expandiertem thermoplastischem Polyurethan (E-TPU, ein Produkt der BASF SE und Basis des Partikelschaums Infinergy®) als vorteilhaft herausgestellt. Diese E-TPU-Perlen werden auf eine Folienbahn aus Polyethylenterephthalat (PET) aufgeklebt, um eine ausreichende mechanische Stabilität sicherzustellen. Darüber hinaus lassen sich die E-TPU-Perlen gut reversibel komprimieren und gut verkleben. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) sind die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) transparent oder transluzent.
Wird eine transparente oder transluzente Ausführung der Folienbahnen (101 a, 101 b, 5 101 c) gewählt, ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) vor einem Fenster oder einer Glasfassade eine stets lichtdurchlässige schaltbare Wärmedämmung zu schaffen.
In einer dazu alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung0 (1 ) weisen die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) eine Metallisierung oder eine Kaschierung auf.
Durch die Verwendung von metallisierten Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) kann eine effiziente Wärmedämmung erreicht werden. Insbesondere wird durch eine gute5 Reflektion thermischer I R-Strahlung eine bessere Isolierung bewirkt und gleichzeitig auch die solare Einstrahlung reflektiert. Für die Reflektion der solaren Einstrahlung genügt eine Metallisierung der äußeren Folienbahn (101 a). Für die Reflektion thermischer I R-Strahlung kann dazu vorteilhafterweise nicht nur die äußere Folie, sondern jede der Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) metallisiert sein.
0
Die erfindungsgemäße Kaschierung einer oder mehrerer der Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) kann beispielsweise die UV-Beständigkeit oder die mechanische Belastbarkeit einer äußeren Folienbahn (101 c) erhöhen, die in Reibkontakt mit anderen Materialien kommt, um so eine Beschädigung zu vermeiden. Eine Kaschierung kann5 ferner der Ästhetik dienen, wenn die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) in Form eines Vorhangs an einem Fenster oder innerhalb einer Isolierglaseinheit bzw. eines verglasten Gefachs verwendet wird.
Die Anzahl der Folienbahnen (101 a) in der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 )0 ist grundsätzlich nicht begrenzt. Sinnvollerweise werden drei Folienbahnen mit zwei dazwischen angeordneten Zwischenräumen (103a, 103b) als untere Grenze angesetzt. Eine praktisch sinnvolle Obergrenze liegt bei 40 Folienbahnen (101 ). Insbesondere sind für die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) 4 bis 30 Folienbahnen (101 ) bevorzugt.
5
In einer Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) ferner ein Abschlusselement (107) umfassen, das am freien Ende der Isoliervorrichtung (1 ) angebracht ist, das heißt an dem Ende, das von einer Rolle (5) abgerollt wird. 0 Der Ausdruck„angebracht" umfasst erfindungsgemäß eine kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Klemmen (reversible Verbindung), oder eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen. Um beim Abrollen ein schnelles Einströmen von Luft oder anderen umgebenden Gasen in das Element zu gewährleisten, wird das Abschlusselement zweckmäßigerweise mit Öffnungen versehen, die einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweisen. Bei Anwendungen, bei denen die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) hängend eingesetzt wird, dient das Abschlusselement (107) als Gewicht zur Verbesserung des Hängeverhaltens. Gleichzeitig kann das Abschlusselement (107) einen abschließenden Abstandshalter für die einzelnen Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) darstellen. Abhängig von der konkreten Anwendung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) kann das Abschlusselement (107), das auch in einzelne Segmente unterteilt sein kann, auch nachträglich angebracht werden.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 1 ,5 W/m2K bis 0,15 W/m2K, bevorzugt von 0,8 W/m2K bis 0,2 W/m2K, aufweisen.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ), wie sie vorstehend beschrieben wurde, zur Dämmung von kurzfristig oder mittelfristig erstellten und genutzten Gebäuden.
Als „kurzfristig oder mittelfristig erstellte und genutzte Gebäude" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise einfache Hallen oder mobile Gebäude wie Zelte verstanden, wie sie zum Beispiel als Notunterkünfte oder Festzelte dienen. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) kann, wie vorstehend beschrieben, in einfacher und platzsparender Weise transportiert werden und entfaltet nach ihrem Aufrollen ihre vorteilhaften wärmedämmenden Eigenschaften.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der kurzfristigen oder mittelfristigen Verwendung in einfachen Hallen nach dem Ausrollen die Isoliervorrichtung (1 ) an ihren offenen Rändern verschlossen wird, beispielsweise verschweißt, um ein in sich stabiles und keiner Konvektion unterliegendes Isolierelement zu bilden.
Werden die kurzfristig oder mittelfristig erstellten und genutzten Gebäude (hier vor allem einfache Hallen) nicht mehr benötigt, kann die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) in einfacher Weise demontiert und nach dem Öffnen (beispielsweise durch Aufschneiden) ihrer Ränder in einfacher Weise wieder aufgerollt werden. Eine Wiederverwendung (dimensionsmäßiges „Downcycling") der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) ist daher ohne Weiteres möglich, was einerseits Kostenvorteile mit sich bringt und andererseits Müll bzw. zu rezyklierende Materialien verringert. Bei oder mobilen Gebäuden wie Zelten kann die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) mit den Zeltbahnen fest verbunden und beim Abbau mit dieser aufgerollt werden. Die Ränder der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) sollten in diesem Falle nicht verschlossen werden, sondern offen bleiben.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) als Verpackungsmaterial für stoßempfindliche Gegenstände. Hierbei ist ebenfalls die platzsparende Aufbewahrung im aufgerollten Zustand von Vorteil. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) kann in gewünschten Größen abgerollt werden. Zur stoßabsorbierenden Verpackung können die Ränder der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) zumindest teilweise verschlossen werden. Vorteilhafterweise bleiben einige Abschnitte unverschlossen, so dass bei auf die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) aufgebrachtem Druck das zwischen den Folienbahnen (101 ) in den Zwischenräumen (103) befindliche Gasvolumen langsam herausgedrückt wird, wodurch die Stoßenergie effizient absorbiert wird. Die Verwendung als Verpackungsmaterial kann beispielsweise eine sinnvolle Wiederverwendung von vorher zur Dämmung von kurzfristig oder mittelfristig erstellten Gebäuden, wie im vorangegangenen Aspekt dargelegt, darstellen.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Verwendung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) in einer Liegematte dar. Im Freizeitbereich werden sogenannte „selbstaufblasende Isomatten" für Campingoder Sportanwendungen vertrieben. Die dort eingesetzten Materialien weisen häufig den Nachteil auf, dass beim Ausrollen viel Zeit vergeht, bis sich das Material in den Ausgangszustand, das heißt in die gewünschte Dicke, entspannt hat. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) kann in vorteilhafter Weise als Kern für eine solche selbstaufblasende Liegematte dienen, da durch die Anordnung von Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) und Abstandselementen (105) eine schnelle Befüllung der Zwischenräume (103) gewährleistet ist. Nach dem Verschließen der äußeren Ummantelung der Liegematte bietet diese einen hohen Komfort. Darüber hinaus ist die Isolierwirkung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) in einer Liegematte deutlich besser als bei herkömmlichen Materialien.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) in einer Isoliereinheit (3) zur Regelung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U). Diese Regelung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U) erfolgt ähnlich der in WO 2014/1 14563 A1 beschriebenen. Nachstehend wird bei der Beschreibung der Ausführungsformen noch im Detail darauf eingegangen. Vorstehend wurde die Erfindung an dem Beispiel einer erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) mit drei Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) und zwei durch diese definierte Zwischenräume (103a, 103b) beschrieben. Diese Beschreibung ist nicht beschränkend auszulegen und jede weitere Folienbahn (101 ) und jeder weitere Zwischenraum (103) wird mit einem weiteren Buchstaben des Alphabets bezeichnet, beispielsweise Folienbahnen (101 d, 101 e) und Zwischenräume (103c, 103d), ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. In der vorliegenden Beschreibung wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit teilweise auf die Verwendung der Buchstaben verzichtet und alle Folienbahnen mit (101 ) oder alle Zwischenräume mit (103) pauschal bezeichnet.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der
Isoliervorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2a eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der
Isoliervorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung in aufgerolltem Zustand,
Fig. 2b eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts der
Isoliervorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung in aufgerolltem und komprimiertem Zustand,
Fig. 3a eine schematische Darstellung einer Isoliereinheit 3 als
Ausführungsbeispiel der Erfindung im offenen Zustand mit aufgerollter
Isoliervorrichtung 1 ,
Fig. 3b eine schematische Darstellung einer Isoliereinheit 3 als
Ausführungsbeispiel der Erfindung im teilweise geschlossenen Zustand mit teilweise abgerollter Isoliervorrichtung 1 und Fig. 3c eine schematische Darstellung einer Isoliereinheit 3 als Ausführungsbeispiel der Erfindung im geschlossenen Zustand mit vollständig abgerollter Isoliervorrichtung 1 . Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, zwischen den einzelnen Folienbahnen 101 versetzt die Abstandselemente 105 aus einem elastischen Material aufzubringen, um eine Art „Matte" herzustellen. Im eingerollten Zustand weist diese „Matte" eine Lagendicke auf, die nur etwas mehr als die Höhe eines Abstandselements 105 beträgt (vgl. Figur 2a). Insbesondere kann im komprimierten Zustand der Abstandselemente 105 eine Lagendicke erreicht werden, die nur etwas mehr als die Höhe eines komprimierten Abstandselements 105 beträgt (vgl. Figur 2b).
Im ausgerollten Zustand summieren sich dagegen die durch die Abstandselemente 105 auf Abstand gehaltenen Folienbahnen 101 zu einem Vielfachen des unkomprimierten Zustande der Abstandselemente 105, wie in Figur 1 dargestellt wird. Werden also beispielsweise elf parallel zueinander angeordnete Folienbahnen 101 durch zehn Lagen Abstandselemente 105 mit einem Durchmesser von 5 mm entfaltet, ergibt sich eine Dicke der Isoliervorrichtung 1 in ausgerolltem Zustand von ca. 5 cm, während im eingerollten Zustand durch die Kompression der Abstandselemente 105 eine Dicke von weniger als 5 mm erreicht wird.
Bei der thermischen Charakterisierung der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung 1 wurden für den ausgerollten Zustand etwas höhere Werte für den Wärmedurchgangskoeffizienten U ermittelt als nach der rechnerischen Modellierung zu erwarten gewesen wären. Diese Abweichungen lassen sich auf parasitäre Konvektionsströmungen zwischen den einzelnen Folienbahnen, das heißt innerhalb der einzelnen Zwischenräume 103, zurückführen. Durch das Einbringen der Abstandselemente 105 werden die Strömungswiderstände in den einzelnen Zwischenräumen 103 deutlich erhöht, was die Konvektionsströmungen verringert oder sogar weitgehend unterbindet und damit den Wärmedurchgangskoeffizienten U verringert.
Ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung 1 stellen schaltbare Isolierungen dar, das heißt Isolierungen, deren Wärmedurchgangskoeffizient U abhängig von den aktuellen Notwendigkeiten manuell oder automatisch gesteuert werden kann. Die erfindungsgemäßen Isoliervorrichtungen 1 können daher in vorteilhafter Weise für das Energiemanagement in Gebäuden eingesetzt werden. Wandaufbauten mit schaltbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U eröffnen einen neuen Ansatz für das Energiemanagement in Gebäuden. Solche Wandaufbauten können einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung politischer Vorgaben hinsichtlich Niedrigenergie-Gebäuden oder Passivhäusern (sog.„zero energy building") leisten.
Die erfindungsgemäße rollbare Isoliervorrichtung 1 zeichnet sich in diesem Zusammenhang einerseits durch einen hohen Schalthub aus, da U-Werte im Bereich heute üblicher feststehender Wärmedämmungen erreicht werden können, während im eingerollten Zustand keine Dämmung vorhanden ist. Abhängig von ihrer Ausführung trägt die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung 1 im ausgerollten Zustand auch dazu bei, infolge einer hohen Reflektion solarer Einstrahlung die Überhitzung von Gebäuden erheblich zu verringern.
Eine spezielle Anwendungsmöglichkeit bietet sich in Bürogebäuden, wenn die schaltbare Isolierung auf der Grundlage der erfindungsgemäßen rollbaren Isoliervorrichtung 1 hauptsächlich in Winternächten eingeschaltet wird, um Wärmeverluste aus dem Gebäude heraus zu verhindern. Andererseits können bei Betriebsruhe an Sommertagen die Isoliervorrichtungen ebenfalls geschaltet werden, um die Sonnenstrahlung und den Wärmeeintrag zu verringern.
Für Wohngebäude kann die schaltbare Isolierung auf der Grundlage der erfindungsgemäßen rollbaren Isoliervorrichtung 1 ebenfalls in Winternächten zur Verringerung des Wärmeverlustes eingeschaltet werden. Bei Nichtnutzung der Wohngebäude oder einzelner Teile davon kann tagsüber im Winter und an heißen Sommertagen diese Isolierung ebenfalls geschaltet werden. Die rollbare Ausführung hat den Vorteil, dass auch ein teilweises Verschließen möglich ist, wodurch einerseits die Sonneneinstrahlung merklich verringert, aber gleichzeitig der Lichteinlass gewährleistet ist.
Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen schematisch eine Isoliereinheit 3 mit schaltbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U, ähnlich der in WO 2014/1 14563 A1 beschriebenen Ausführungsform. Die Isoliereinheit 3 weist eine vordere Scheibe 301 (Außenseite) und eine hintere Scheibe 303 (Innenseite) auf, zwischen denen ein Dämmelement 305 angeordnet ist. Zwischen den Scheiben 301 , 303 und dem Dämmelement 305 ist ein Hohlraum 307 vorgesehen. Die Isoliereinheit 3 weist darüber hinaus einen nicht näher dargestellten Rahmen sowie weitere Bauteile auf, die für das Prinzip der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung sind.
Erfindungsgemäß ist es möglich, durch Verwendung der Isoliervorrichtung 1 in einer solchen Isoliereinheit 3 den Wärmedurchgangskoeffizienten U zu regeln. In diesem Fall wird die erfindungsgemäße rollbare Isoliervorrichtung 1 in den vor dem feststehenden Dämmelement 305 vorhandenen Hohlraum 307 (Luftspalt) eingebracht, und zwar so, dass im vollständig eingerollten Zustand keine Störung der Konvektion um das Dämmelement 305 herum erfolgt. Figur 3a zeigt diese Grundstellung der Isoliereinheit 3, bei der die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung 1 vollständig auf eine Rolle 5 aufgerollt ist und Tageslicht sowie Sonneneinstrahlung ungehindert eintreten können. In dieser Grundstellung weist die Isoliereinheit 3 einen hohen U-Wert im Bereich von 1 ,5 W/m2K sowie eine durch das feststehende Dämmelement 305 bestimmte Transluzenz auf.
Figur 3b zeigt eine teilweise abgerollte Isoliervorrichtung 1 , das heißt halb heruntergelassen. In dieser Stellung unterdrückt die Isoliervorrichtung 1 die Konvektion in der Isoliereinheit 3, so dass nunmehr eine weitgehend durch die thermischen Eigenschaften des feststehenden Dämmelements 305 bestimmte Wärmedämmung durch die Isoliereinheit 3 erreicht wird. Gleichzeitig wird die Transluzenz in diesem Zustand nur geringfügig verringert. Auftreffende solare Einstrahlung kann also zur Lichtversorgung und zur Erwärmung des Gebäudes beitragen. Der Energiedurchlassgrad (g-Wert; ein Maß für die Durchlässigkeit von transparenten Bauteilen für Energie) und der Lichtdurchgang sind auf diese Weise in gewissen Grenzen wählbar.
Figur 3c zeigt den vollständig verschlossenen Zustand, in dem die Isoliervorrichtung 1 vollständig abgerollt ist. Hierdurch kann die Transluzenz der Isoliereinheit 3 auf Null verringert werden, während gleichzeitig die Isolierwirkung auf einen gemeinsam durch die Eigenschaften des feststehenden Dämmelements 305 und der erfindungsgemäßen rollbaren Isoliervorrichtung 1 bedingten Wärmedurchgangskoeffizienten U verbessert wird. In diesem Zustand ist die Isoliereinheit 3 nicht nur isolierend, sondern reflektiert auch eintreffende Sonnenstrahlung nahezu vollständig, so dass eine Überhitzung des Gebäudes durch solare Einstrahlung verhindert werden kann.
Wie vorstehend erwähnt, stellt die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) einen interessanten Kandidaten für Anwendungen dar, bei denen es auf einen Ausgleich zwischen geringem Gewicht und guten Isoliereigenschaften ankommt. Anwendung kann sie daher beispielsweise bei der Isolierung von Fahrzeugen finden, bei denen möglichst wenig Masse bewegt werden soll, um Antriebsenergie zu sparen. Beim festen Einbau in Fahrzeuge können die offenen Ränder der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung (1 ) vorteilhafterweise verschlossen werden.
Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung (1 ) kann aber auch für die temporäre Isolierung von Fahrzeugen eingesetzt werden und herkömmliche Sonnenschutzeinrichtungen ersetzen oder der Isolation (und Verdunklung) von Fahrerkabinen, insbesondere bei LKW, dienen. Bezugszeichen
1 Isoliervorrichtung
101 Folienbahn
101 a, 101 b, 101 c, Folienbahnen
103 Zwischenraum
103a, 103b, 103c, Zwischenräume
105 Abstandselement
107 Abschlusselement
3 Isoliereinheit
301 vordere Scheibe
303 hintere Scheibe
305 Dämmelement
307 Hohlraum
5 Rolle
A Abstand der Abstandselemente 105
M Maß des Versatzes der Abstandselemente 105
X zweite Richtung, in Abrollrichtung der Isoliervorrichtung 1
Y erste Richtung, senkrecht zur Abrollrichtung der
Isoliervorrichtung 1

Claims

Ansprüche
Isoliervorrichtung (1 ), umfassend
zumindest drei parallel zueinander angeordnete Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c), wobei zwei benachbarte Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) jeweils einen Zwischenraum (103a, 103b) definieren, und
zwischen den Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) in den Zwischenräumen (103a, 103b) angeordnete Abstandselemente (105), die in einer ersten Richtung (Y) linienförmig ausgerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (105) fest mit zwei benachbarten Folienbahnen (101 ) verbunden sind, wobei die Abstandselemente (105) in einem ersten Zwischenraum (103a) um ein Maß (M) parallel versetzt zu den Abstandselementen (105) in einem zweiten Zwischenraum (103b) angeordnet sind.
Isoliervorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Abstandselemente (105) ein elastisches Material umfassen, das komprimierbar ist.
Isoliervorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abstandselemente (105) kugelförmig oder strangförmig ausgebildet sind.
Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abstandselemente (105) einen Durchmesser von 2 mm bis 12 mm, insbesondere von 3 mm bis 10 mm, bevorzugt von 4 mm bis 6 mm, aufweisen.
Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) ein Polymermaterial umfassen.
Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) transparent oder transluzent sind.
Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c) eine Metallisierung oder Kaschierung aufweisen.
8. Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend 3 bis 40 Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c), insbesondere 4 bis 30 Folienbahnen (101 a, 101 b, 101 c). Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend ein Abschlusselement (107), das am freien Ende der Isoliervorrichtung (1 ) angebracht ist.
Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 1 ,5 W/m2K bis 0,15 W/m2K aufweist, bevorzugt von 0,8 W/m2K bis 0,2 W7m2K.
Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Isoliervorrichtung (1 ) reversibel aufrollbar und abrollbar ist.
Verwendung der Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zur Dämmung von kurzfristig oder mittelfristig erstellten und genutzten Gebäuden.
Verwendung der Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 als Verpackungsmaterial für stoßempfindliche Gegenstände.
Verwendung der Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 in einer Liegematte.
Verwendung der Isoliervorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 in einer Isoliereinheit (3) zur Regelung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U).
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