DE956899C - Waermeisolator - Google Patents

Description

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

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeisolator, bestehend aus längs ihres Umfangs dicht miteinander verbundenen und einen Vakuumraum mit ein kompressibles Füllmaterial umschließenden Wänden, von denen die eine so gut wie steif und die andere unter dem äußeren Atmosphärendruck verhältnismäßig leicht deformierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die deformierbare Wand längs der Verbindungsstellen (bei 13 in Fig. i bis q.; bei 27 in Fig. 7) mit der steifen Wand wellblechartig gestaltet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i unter Verwendung eines äußeren Gefäßes und eines darin befindlichen Einsatzes, der aus sich schneidenden ebenen Flächen der Wände und des Bodens besteht und mit dem äußeren Gefäß längs gerader Kanten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß außer der wellblechartigen Gestaltung (bei 13 in Fig. i bis 4) an den abzudichtenden Kanten in den Flächen selbst weitere Wellungen (1q. in Fig. i und 2; 15 in Fig. 5; i9 in Fig.6) an den Schnittlinien der ebenen Flächen miteinander angebracht sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gefäß (2 in Fig. i und 2) mit einem deformierbaren Boden (6 in Fig. i und 2) und der darin befindliche Einsatz mit einem steifen Boden (9 in Fig. i) ausgerüstet ist. q.. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (6) des äußeren Gehäuses längs seiner Verbindungsstellen mit den Seitenwänden wellblechartig gestaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 665 319-