Ämne: Ny patent - vakuumisolering

[Ewald]

Hej !

Träffade en tysk idag som har registrerad patent inom vakuumisolering. Han beskrev noga om hur han har tänkt men säger samtidgit att han ännu inte har en färdig produkt.

Han är andra killen efter Christoph Schwan som har patent inom nya isoleringsmetoder.

[Ewald]

Har skickat hela beskrivningen till sobris som kan tyska.

Nyfiken vad han tycker om "idéen" som killen har patent på ...

[GDS-Jan]

Idén är smart i teorin men svår i praktiken.

[ace]

inläggen hittills i tråden är inte särskilt informativa... så vad var TS tanke?
Har en termos från 60-talet hemma   

[Ewald]

inläggen hittills i tråden är inte särskilt informativa... så vad var TS tanke?
Har en termos från 60-talet hemma   

Nja, vill diskutera idéen, men det krävs väl en översättning på den långa, långa texten han skrev.

Nu är jag nyfiken på vad sobris svarar .... har skickat hela texten till honom ....

[ace]

Ta inte illa upp 
mitt inlägg indikerar frustration över brist på fakta ang något som ev kan vara intressant 
ha det gott...väntar på fortsättning..

[Ewald]

Han vill göra en speciell typ vakuumisolerade konstruktion ....

och skriver bland annat:

Um ein Sandwichpaneel herzustellen, das nachträglich evakuiert werden kann, muss aber eine grundsätzlich andere Kernstruktur gewählt werden, als die am Markt verfügbaren:

- Ziel ist ein geringer Strömungswiderstand.
- Erreicht wird dieses Ziel durch einzelne Abstandhalter, die miteinander verbunden sind.
- Diese Abstandhalter haben oben und unten eine gegenüber dem Querschnitt verbreiterte Kontaktfläche zu den Deckschichten. Dadurch kann eine deutlich verbesserte Verklebung gewährleistet werden, als z.B. bei Wabenkernen.
- Besonders geeignet sind zickzack-förmig verbundene Abstandhalter, bei denen die Verbindung auf halber Höhe verläuft. Sie lassen sich einfach produzieren, kippen auch als einzelne Reihe nicht (sind ja eigentlich zwei Reihen) und lassen sich flexibel zu mehreren Reihen verbinden. Durch die Verbindung auf halber Höhe sind sie sowohl für ebene, als auch für gebogene Elemente geeignet.
- Diese Abstandhalter benötigen für Transport und Lagerung nur einen Bruchteil des Volumens, den sie im eingebauten Zustand einnehmen.
- Im Gegensatz zu z.B. Wabenkernen können zusätzliche, stabilisierende Verstrebungen, Leitungen o.a. ohne spanende Verarbeitung in das Sandwichpaneel integriert werden.

Ngn här som förstår detta ? Är för lat för att översätta nu .... 

Sen beskriver han om hur han vill täta sin konstruktion osv.

[Fattiglapp]

Google är ju klockrent vid ett sådant här tillfälle:

För att göra en smörgås som kan evakueras senare...

[Ewald]

Vidare skriver han .....

6. Verklebung:

Von temporären Einsatzzwecken (z.B. Messebau) abgesehen, wird zumindest eine teilweise Verklebung der Elemente für den Fall der Beschädigung und des Verlustes des Unterdrucks notwendig sein.

- Durch die Fixierung der Bauteile per Unterdruck sind keine weiteren Montagehilfen notwendig.
- Langsam aushärtende Kleber behindern einen schnellen Baufortschritt nicht.
- Es können auch z.B. umhüllte Klebstoffe eingesetzt werden, die – nach der Fixierung der Bauteile unter leichtem Unterdruck – bei weiterer Evakuierung durch einen stärkeren atmosphärischen Druck aktiviert werden.


7. Verwendung als verlorene Schalung:

Ein Sandwichpaneel mit der beschriebenen Kernstruktur eignet sich hervorragend dazu, mit rieselfähigem Material, z.B. Sand oder Blähglasgranulat, aber auch mit z.B. Gips oder Beton gefüllt zu werden. Je nach Füllmaterial und Einsatzzweck kann durch zusätzliche Evakuierungskanäle das Element erneut unter Unterdruck gesetzt werden

och en hel del andra grejer .... men samtidigt verkar han inte ha en prototyp ... men han innehar patent i alla fall ...

[Ewald]

Google är ju klockrent vid ett sådant här tillfälle:

För att göra en smörgås som kan evakueras senare...

Vakuumisolering finns det ju redan .... men han har en speciell konstruktion inom detta .... annars skulle han knappast ha fått patent ...

[Sfinx]

http://www.va-q-tec.com/

[bopakoster]

Vakuumisolering finns det ju redan .... men han har en speciell konstruktion inom detta .... annars skulle han knappast ha fått patent ...

Du får gärna även skicka den tyska texten till mig, jag läser tyska obehindrat.

[Carl N]

Första delen handlar om hur mellandelen i sandwichkonstruktionen ska vara uppbyggd för att underlätta snabb evakuering.

Andra delen handlar om limning men jag får inte kläm på om det är lagning eller tillverkning, grejen verkar dock vara att limmet ska härdas vid undertryck genom att använda 2-komponentslim som blandar sig först vid undertryck.

Har han verkligen fått patentet godkänt eller är detta bara en ansökan?
Har svårt att tro att detta ska leda till ett patent. 

[Ewald]

@ Sfinx

Ja, jag känner till det, men han påstår ha utvecklad en egen konstruktion.

@ bopakoster

Kan kopiera hit originaltexten

@ Carl N

Han har bara lämnat in en ansökan för att skydda sin idé och kunna prata om den.
Han har inte patent (ännu). Han tycker att det kan ta upp till 2 år ...

[Ewald]

@ bopakoster

Patent inom isoleringstekniken har blivit populära i Tyskland Här kommer originaltexten:

Nachdem ich mich die letzten Jahre mit dem Thema beschäftigt habe und jetzt auch darüber reden darf (Patente sind angemeldet), will ich das mal zur Diskussion stellen:


1. Kaffee als Ideenlieferant:

Jeder Kaffeetrinker weiß, dass eine Thermoskanne Kaffee am längsten warm hält und dass Kaffeepulver in einem Vakuumbeutel ähnlich stabil wie ein Ziegelstein ist.

Bei der Thermoskanne sorgt vor allem das Hochvakuum für die Wärmedämmung und bei dem Kaffeepulver bewirkt der atmosphärische Druck die Stabilität des eigentlich instabilen Materials.

Da weder die Thermoskannen, noch die Kaffeepackungen wirklich befriedigende Baumaterialien darstellen, stellt sich die Frage, wie man sowohl den atmosphärischen Druck, als auch die dämmenden Eigenschaften des Vakuums im Bauwesen nutzen kann.


2. Bereits bestehende Konzepte:

Vakuum-Isolations-Paneele (VIP), Vakuum-Isolations-Sandwich (VIS) und Vakuum-Isolierverglasung (VIG)
„Deflateables“ (Buchtitel, Suchwort „Imagine Deflateables“)

Während die bereits kommerziell erhältlichen Produkte in der Regel fertig evakuiert angeboten werden und ein erneutes Evakuieren durch den Anschluss einer Vakuumpumpe eher die Ausnahme ist, werden die „Deflateables“ vor Ort unter Verwendung einer Vakuumpumpe hergestellt.


3. Eigenschaften des Vakuums:

Bei normalem Umgebungsdruck von ca. 1000 mbar lasten auf einem auf 0 mbar evakuierten Körper 10.000 kg pro m². Positiv ausgedrückt bedeutet das, dass durch diesen Druck – wenn die verwendeten Materialien ausreichend dimensioniert sind – eine Vorspannung erreicht wird, die nicht punktuell, sondern auf die komplette Fläche wirkt. Bei gleichem Materialeinsatz lassen sich so weitaus stabilere Elemente herstellen, als ohne Evakuierung.

Bei einem Grobvakuum von z.B. 50 mbar ist die Konvektion unterbunden und die Wärmeleitung der Luft, die niedriger ist, als die der meisten Dämmstoffe, wird (neben der Wärmestrahlung, die nicht durch das Vakuum beeinflusst wird) der bestimmende Faktor. Ebenfalls unterbunden ist die Weiterleitung von Schallwellen (mit der Einschränkung, dass Körperschall über die Hülle und das Stützgerüst übertragen wird).

Bei einem Hochvakuum ist auch die Wärmeleitung über die Luft unterbunden und somit die beste aller möglichen Wärmedämmungen erreicht (wenn zusätzlich die Strahlung unterbunden wird).


4. Sandwichbauweise und Kernstruktur:

In Bezug auf geringen Materialeinsatz bietet sich die Sandwichbauweise an:
(Auszug aus Wikipedia) „Als Konstruktionsweise bezeichnet die Sandwichbauweise eine Form des Leichtbaus, bei dem die Bauteile aus kraftaufnehmenden Decklagen bestehen, die durch einen relativ weichen, meist leichten, Kernwerkstoff auf Abstand gehalten werden. Diese Teile sind bei geringem Gewicht sehr biege- und beulsteif. Ihre Berechnung wird im Bauwesen nach der linearen Sandwichtheorie vorgenommen.
Das Kernmaterial kann aus Papierwaben, Schaumstoffen (Hartschaum), Mineralwolle oder Balsaholz bestehen. Es überträgt auftretende Schubkräfte und stützt die Deckschichten. Oft wird auch die wärmedämmende und akustische Isolationseigenschaft der sehr leichten Kernwerkstoffe genutzt.

Um ein Sandwichpaneel herzustellen, das nachträglich evakuiert werden kann, muss aber eine grundsätzlich andere Kernstruktur gewählt werden, als die am Markt verfügbaren:

- Ziel ist ein geringer Strömungswiderstand.
- Erreicht wird dieses Ziel durch einzelne Abstandhalter, die miteinander verbunden sind.
- Diese Abstandhalter haben oben und unten eine gegenüber dem Querschnitt verbreiterte Kontaktfläche zu den Deckschichten. Dadurch kann eine deutlich verbesserte Verklebung gewährleistet werden, als z.B. bei Wabenkernen.
- Besonders geeignet sind zickzack-förmig verbundene Abstandhalter, bei denen die Verbindung auf halber Höhe verläuft. Sie lassen sich einfach produzieren, kippen auch als einzelne Reihe nicht (sind ja eigentlich zwei Reihen) und lassen sich flexibel zu mehreren Reihen verbinden. Durch die Verbindung auf halber Höhe sind sie sowohl für ebene, als auch für gebogene Elemente geeignet.
- Diese Abstandhalter benötigen für Transport und Lagerung nur einen Bruchteil des Volumens, den sie im eingebauten Zustand einnehmen.
- Im Gegensatz zu z.B. Wabenkernen können zusätzliche, stabilisierende Verstrebungen, Leitungen o.a. ohne spanende Verarbeitung in das Sandwichpaneel integriert werden.


5. Randabdichtung, Rahmen:

Prinzipiell bestehen natürlich mehrere Möglichkeiten der Randabdichtung. Besonders bevorzugt wird aber die Ausgestaltung der Ränder als evakuierbares Hohlprofil:

- Es wird ein Rahmen aus Hohlprofilen gebildet, die zu den Deckschichten hin mit Elastomer-Dichtungen und Löchern versehen sind. Durch die Löcher können die Deckschichten mit Unterdruck an das Hohlprofil herangesaugt werden.
- Durch Unterteilung des Hohlprofils in mehrere Kammern können z.B. obere und untere Deckschicht separat befestigt werden.
- Nach Anbringung der Deckschichten kann der Zwischenraum mit der Kernstruktur evakuiert werden.


6. Verklebung:

Von temporären Einsatzzwecken (z.B. Messebau) abgesehen, wird zumindest eine teilweise Verklebung der Elemente für den Fall der Beschädigung und des Verlustes des Unterdrucks notwendig sein.

- Durch die Fixierung der Bauteile per Unterdruck sind keine weiteren Montagehilfen notwendig.
- Langsam aushärtende Kleber behindern einen schnellen Baufortschritt nicht.
- Es können auch z.B. umhüllte Klebstoffe eingesetzt werden, die – nach der Fixierung der Bauteile unter leichtem Unterdruck – bei weiterer Evakuierung durch einen stärkeren atmosphärischen Druck aktiviert werden.


7. Verwendung als verlorene Schalung:

Ein Sandwichpaneel mit der beschriebenen Kernstruktur eignet sich hervorragend dazu, mit rieselfähigem Material, z.B. Sand oder Blähglasgranulat, aber auch mit z.B. Gips oder Beton gefüllt zu werden. Je nach Füllmaterial und Einsatzzweck kann durch zusätzliche Evakuierungskanäle das Element erneut unter Unterdruck gesetzt werden.


8. Hochvakuumdämmung:

Durch einen mehrschichtigen Aufbau können die äußeren Schichten auf ein Grobvakuum evakuiert werden und die innere Schicht auf ein Hochvakuum.

- Bei einem Grob- oder Feinvakuum liegt viskose Strömung vor. Es können relativ einfache Vakuumpumpen verwendet werden.
- Im Hochvakuum liegt molekulare Strömung vor, d.h., dass die einzelnen Moleküle ohne klare Richtung „hin und her springen“. Eine Evakuierung ist z.B. über Turbomolekular-Vakuumpumpen möglich. Eine Evakuierung über ein verzweigtes Kanalsystem, wie es im Grobvakuum möglich ist, ist aber nicht sinnvoll bis unmöglich.
- Wird eine Hochvakuumkammer in einem Sandwichpaneel, wie es oben beschrieben ist, lediglich mit umlaufenden Elastomeren gegen den atmosphärischen Druck geschützt, so erfordert die relativ hohe Anzahl an eintretenden Molekülen einen häufigen Einsatz einer Hochvakuum-tauglichen Pumpe.
- Ist die Hochvakuumkammer aber von einem Grobvakuum von z.B. 1 mbar umgeben, so wird die Anzahl der eintretenden Moleküle auf 1/1000 reduziert. Die Leckrate liegt damit in einem Bereich, der den dauerhaften Anschluss einer Hochvakuum-tauglichen Pumpe nicht erforderlich macht.
- Bestehen die Deckschichten aus einem zuverlässig diffusionsdichtem Material, wie z.B. Glas, so ist es ausreichend, die Ränder mit den oben beschriebenen Hohlprofilen auszuführen und in den Hohlprofilen ein dauerhaftes Grob- oder Feinvakuum aufrecht zu erhalten.


8. Verwendung von Elastomeren als Dämpfer:

Werden Elastomere sowohl als Dichtung zwischen Deckschicht und Rahmen, als auch als Zwischenschicht zwischen Kernstruktur und Deckschicht verwendet, so ergeben sich folgende Vorteile:

- Die Elastomere sorgen für eine flexiblere Lagerung der Deckschichten und verhindern damit Belastungen durch Spannung bei unterschiedlicher Materialausdehnung.
- Besonders wichtig ist das, wenn der Hohlraum des Sandwichpaneels ein Hochvakuum enthält und der Temperaturunterschied auf den beiden Seiten des Elements sehr groß ist – z.B. bei der Verwendung in einem Wärmespeicher.
- Der zusätzliche Wärmeübergangswiderstand erhöht die Dämmwirkung des Elements.
- Die Übertragung von Körperschall wird stark vermindert und die schalldämmende Wirkung eines evakuierten Sandwichpaneels wird deutlich erhöht.
- Stöße oder Druckwellen werden gedämpft.


9. Innendämmung:

Innendämmungen gelten bauphysikalisch im Vergleich zu Außendämmungen als deutlich problematischer. Mit der Vakuumtechnik können jedoch vollkommen andere Lösungen angeboten werden, die sogar eine schnelle Wiederbenutzung kontaminierter Häuser (z.B. durch Öl nach einem Hochwasser) möglich machen.

- Bei massiven Außenwänden kann zwischen einer oben beschriebenen Vakuumdämmung und der Wand ein (z.B. mit Blähglasgranulat gefüllter) Hohlraum evakuiert werden.
- Durch das Vakuum wird der Siedepunkt von Wasser herabgesetzt und in der Wand enthaltene Feuchtigkeit kann leichter abgeführt werden.
- Die Wand kann außen (bzw. sollte) mit einer diffusionsdichten Schicht versehen werden, da die Feuchtigkeit durch den Druckunterschied in Richtung Vakuumpumpe geht.
- Im Vakuum können weder Tiere noch Schimmelpilze überleben.


10. Unterteilung großer Vakuumeinheiten:

Große Vakuumeinheiten sind für die Anzahl der einzusetzenden Pumpen und die schnelle Evakuierung von Vorteil. Treten jedoch Beschädigungen auf, so ist der Schaden größer, als bei kleinen Einheiten.

- Die Unterteilung einer möglichst großen Vakuumeinheit sollte ähnlich gelöst werden, wie z.B. die Abschottung einzelner Bereiche durch Schleusen in einem U-Boot.
- Anzustreben ist das besonders dann, wenn ein Hochvakuum erzielt werden soll, da so die Anzahl der einzusetzenden Pumpen deutlich verringert werden kann.
- Die Abtrennung sollte gewährleisten, dass sie in geschlossenem Zustand zumindest so dicht ist, dass bei Beschädigung einer Kammer die restlichen Kammern einen für die Stabilität nur unerheblichen Druckanstieg erfahren.
- Eine Möglichkeit sind „Barriereschläuche“, bei denen ein innerer Schlauch mit z.B. Stickstoff gefüllt wird und von einem äußeren Schlauch umgeben wird. Zwischen diesen beiden Schläuchen befindet sich z.B. ein Vlies als Abstandhalter und ein Evakuierungskanal. Diese Schicht wird dann auf ein niedriges Vakuum evakuiert, um die aus dem inneren (unter Überdruck stehenden) Schlauch austretenden Moleküle nicht in eine der Kammern geraten zu lassen.
- Die Barriereschläuche können mit z.B. Zugbändern zwischen Gittern so befestigt werden, dass sie auch bei einem leichten Überdruck in dem inneren Schlauch komprimiert bleiben und erst bei einem stärkeren Überdruck ihre Funktion als Barriere erfüllen.


11. Nutzung großer Hochvakuum-Einheiten:

Im Gegensatz zu herkömmlichen Dämmstoffen kostet ein „mehr an Hochvakuum“ kein Geld. Für den Druckanstieg ist lediglich die Anzahl der eintretenden Moleküle im Verhältnis zu der gesamten Anzahl an Molekülen verantwortlich. Größere Einheiten bieten durch ihr besseres Verhältnis von Volumen zu Hüllfläche also eine Pufferfunktion und somit deutliche Vorteile.

- Es können z.B. Rohre für Heizung, Kühlung und Warmwasser gemeinsam in einer evakuierten Zwischendecke geführt werden. Diese Rohre können sich jeweils in einem zusätzlichen Rohr mit einem Grobvakuum befinden. Werden zwischen den einzelnen Rohren reflektierende Schichten angebracht, kann mit einem Minimum an Materialaufwand ein Maximum an Energieeinsparung erzielt werden
- Wird eine Dach- oder Fassadenfläche in der beschriebenen Art ausgeführt und nach außen mit Glas versehen, so kann im Hohlraum ein solarthermischer Absorber eingebracht werden. Vor- und Rücklauf müssen nicht separat gedämmt werden, sondern werden in dem gleichen Hohlraum geführt. Die Kosten für die Produktion von Wärme reduzieren sich im Vergleich zu solarthermischen Kollektoren nach dem Stand der Technik erheblich, ebenso werden die Leitungsverluste auf ein Minimum reduziert. Die Gebäude-Integration bietet zudem architektonische Vorteile.


12. Weitere Gedanken:

- Rohstoffe, Dämm- und Baumaterial werden mit steigendem Bedarf immer teurer.
- Technik mit geringem Materialeinsatz wird durch Großserienherstellung immer billiger.
- Leichtbau erfordert deutlich weniger Infrastruktur, vor allem dann, wenn die Einzelteile vor Ort zusammengesetzt werden können.
- Wenn Oberflächen durch Nanotechnik optimiert werden, dann sollte man so bauen, dass ein einfacher Austausch der Oberflächen möglich ist.
- Wir vertrauen auf immer komplizierter und teurer werdende Wärmeerzeuger. Warum dann nicht ab und zu mal eine Vakuumpumpe laufen lassen, die die Laufzeit z.B. einer Wärmepumpe deutlich reduzieren kann...?


Auf der Homepage des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik war mal zu lesen:

„High-Tech, Low-Tech, Bau-Tech“

Im Laufe der Beschäftigung mit dem Thema Vakuum im Bauwesen dachte ich mir, dass wir heute mit Vollgummireifen durch die Gegend fahren würden, wenn die Autoindustrie den Einsatz von Kompressoren ablehnen würde...



Ich freue mich auf Eure Antworten und bin für jeden sachdienlichen Hinweis auf Denkfehler dankbar.