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Dokumentenidentifikation DE60118134T2 09.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001202014
Titel Vorrichtung zur thermischen Isolierung
Anmelder Datapaq Ltd., Cambridge, GB
Erfinder Budden, Ian, Cambridge CB4 0GU, GB;
Offley, Stephen George, Cambridge CB4 0GU, GB;
Bull, David Eric, Cambridge CB4 0GU, GB
Vertreter Richter, Werdermann, Gerbaulet & Hofmann, 20354 Hamburg
DE-Aktenzeichen 60118134
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.10.2001
EP-Aktenzeichen 013089909
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2002
EP date of grant 22.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.11.2006
IPC-Hauptklasse F27D 21/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F27D 1/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeisolierungsvorrichtung, im Besonderen, jedoch nicht ausschließlich eine Vorrichtung für das Isolieren von wärmeempfindlichen Messgeräten, die genutzt werden, um Temperaturprofile von Industrieöfen und dergleichen zu erhalten.

Für die Bereitstellung einer festen Beschichtung mit den korrekten physikalischen Eigenschaften werden moderne Farb- und Pulverbeschichtungen einem Aushärtungsprozess unterzogen, der sowohl zeitabhängig als auch temperaturabhängig ist. Somit müssen sowohl die Aushärtungstemperatur als auch die Aushärtungszeit gesteuert werden, um einen Gegenstand mit Farbanstrich/Beschichtung korrekt auszuhärten. Als Teil der Steuerung werden Aufzeichnungssysteme der Ofentemperatur verwendet, um eine Temperaturkarte oder ein Temperaturprofil des Ofens zu erhalten, der für den Aushärtungsprozess eingesetzt wird. Bei Öfen mit Transportband sind Ofen-"Verfolgungs"-Systeme" entwickelt worden, die mit den Gegenständen, die dem Aushärtungsprozess unterzogen werden, durch den Ofen laufen, so dass die Temperatur des Gegenstandes kontinuierlich überwacht werden kann.

Typischerweise umfasst ein Ofen-Verfolgungssytem ein Datenaufzeichnungsgerät, das in einem wärmeisolierenden Behälter untergebracht ist. Zahlreiche Temperaturfühler werden für die Befestigung am zu untersuchenden Gegenstand bereitgestellt, und sie werden mit dem Aufzeichnungsgerät durch die Behälterwände hindurch verbunden. Ein solcher Behälter hat einen Deckel, um der Bedienungsperson den Zugang zum Datenaufzeichnungsgerät zu gestatten, wobei eine Silikongummidichtung bereitgestellt wird, um einen Passsitz zwischen dem Deckel und dem übrigen Behälter zu gewährleisten.

Der Einreicher dieser Anmeldung liefert seit vielen Jahren sehr erfolgreiche Ofen-Verfolgungssysteme, wie sie hierin zuvor beschrieben worden sind. In jüngster Zeit sind Probleme bei bestimmten Verfahren aufgetreten, bei denen die Ofen-Verfolgungssysteme eingesetzt werden. Im Besonderen haben Kraftfahrzeughersteller Vorfälle von Farb-Kraterbildungsmängeln bei Gegenständen (zum Beispiel Karosserieteilen) berichtet, die lackiert wurden und einem Ofen-Aushärtungsprozess unter Einsatz traditioneller Ofen-Verfolgungssysteme unterzogen wurden. Die Schuld für die Ausbildung von Kratern wurde Folgendem zugewiesen: Entweichen von hydrophobem Isolierstaub aus dem Behälter, Absetzen auf dem Gegenstand und Abweisen der aufgebrachten Farbe vor dem Aushärten. Es schien, dass sich der Kraterbildungseffekt dadurch verschärfte, dass vor kurzem Farben auf Wasserbasis (gegenüber Farben auf Lösungsmittelbasis) eingeführt wurden, die aktiv durch die hydrophoben Eigenschaften des verschmutzenden Staubes abgewiesen wurden. Die Einreicher der vorliegenden Anmeldung untersuchten das Isoliermaterial (Microtherm-Isoliermaterial, geliefert durch Microtherm), das bei Ofen-Verfolgungssystemen eingesetzt wird, und zu ihrer Überraschung stellte sich heraus, dass das Isoliermaterial mit hydrophilen und nicht mit hydrophoben Eigenschaften geliefert wurde. Eine solche Feststellung kam völlig unerwartet, da hydrophiler Isolierungsstaub nicht zum Phänomen der Kraterausbildung führen würde, er würde vielmehr eine kleinere Fehlerstelle erzeugen, die über der umgebenden Lackierung vorstehen würde, und die problemlos durch nachfolgendes Polieren und Lackierungsarbeiten verborgen werden könnte.

Der Einreicher dieser Anmeldung hat sich bemüht, das Phänomen der Kraterbildung anzugehen, und er hat eine neuartige Lösung erfunden, um das Problem zu mildern oder sogar Abhilfe für dieses zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente, wie in Anspruch 1 definiert, bereitgestellt.

Der Einreicher dieser Anmeldung hat das hydrophile Microtherm-Isoliermaterial in seinen Ofen-Verfolgungssystemen untersucht und entgegen allen Erwartungen festgestellt, dass Material, welches oben von der an die Silikongummidichtung angrenzenden Absperrung entnommen wurde, hydrophob war. Es wird angenommen, dass eine chemische Wechselwirkung zwischen dem hydrophilen Isoliermaterial und der Silikongummidichtung zu einer lokalisierten Umwandlung in einen hydrophoben Zustand führt. Im Lichte dieser Entdeckung ist es für die Einreicher dieser Anmeldung klar geworden, dass hydrophile Staubpartikel (aus dem Isoliermaterial oder aus externen Staubquellen) beim Kontakt mit einer Silikongummidichtung hydrophob gemacht werden könnten. Demgemäß ist die nicht-reaktive oder inerte zumindest eine Oberfläche dafür bestimmt, die Umwandlung von Staubpartikeln mit einer hydrophilen Tendenz zu einer hydrophoben Tendenz zu verhindern. Somit wäre die zumindest eine Oberfläche im Wesentlichen frei von freiliegenden Silikonen, die in der Lage sind, Staub durch Kontakt zu kontaminieren. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff 'nicht-reaktiv', dass es im Wesentlichen keine erkennbare Fähigkeit gibt, hydrophile Eigenschaften von Staub zu hydrophoben Eigenschaften lediglich durch die Verschmutzung des Staubes durch Kontakt mit der Dichtung umzuwandeln.

Die zumindest eine äußere Oberfläche der Dichtung kann Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden, wenn der Deckel entfernt wird und die Kammeröffnung aufgedeckt wird. Die zumindest eine Oberfläche kann sich um den gesamten Umkreis der Dichtung herum erstrecken. Die zumindest eine äußere Oberfläche schließt eine wärmefeste Absperrschicht ein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird der Begriff 'wärmefest' als die Fähigkeit definiert, 200°C über zwei Stunden ohne Verfärbung, Schrumpfung oder ein anderes sichtbares Zeichen der Verschlechterung auszuhalten. Die wärmefeste Absperrschicht kann die Form eines Bandes oder einer dünnen Folie haben, und sie kann rund um einen Formkörper gewickelt werden, der nicht-nachgiebig sein kann, oder anderweitig aufgebracht werden. Das Band oder die dünne Folie können mit dem Formkörper unter Nutzung eines Klebstoffes verbunden werden. Der Klebstoff kann wärmefest sein und kann Acryl umfassen. Die wärmefeste Absperrschicht umfasst Polyimid, zum Beispiel Kapton-Folie oder Band. Es wird angenommen, dass Polyimid besser als PTFE ist, da Letzteres Kraterbildungseffekte in der Lackierung verursachen kann. Der Formkörper kann wärmefest sein und im Wesentlichen frei von Silikon sein. Der Formkörper kann zum Beispiel Polyimid umfassen, möglicherweise in einer komprimierten fasrigen Form.

Der nicht-nachgiebige Formkörper kann eine Vielzahl von Teilen umfassen. Auf diese Weise kann ein Dichtungs-Formkörper für die Öffnung eines oben offenen Behälters aus Blech zugeschnitten werden, ohne dass unbedingt Mengen des Letzteren verschwendet werden müssen. Beim rechteckigen kastenförmigen Behälter kann der Formkörper aus zwei "L"-förmigen Teilen ausgebildet werden, ohne dass ein rechteckiger Kern aus Blech verschwendet wird. Die Teile des nicht-nachgiebigen Formkörpers können miteinander im Eingriff stehende oder ineinander greifende Profile umfassen, um einen strukturellen Rahmen zu ergeben, wenn die Teile zusammengebaut werden. Die Profile können zum Beispiel Zapfenverbindungen bereitstellen, möglicherweise sogar ineinander greifende Zapfenverbindungen, zum Beispiel ineinander greifende Verbindungen des Laubsägetyps.

Ein elastisches Element kann ebenfalls bereitgestellt werden, welches, beim Gebrauch, zwischen den nicht-nachgiebigen Formkörper und den oben offenen Behälter zwischengelegt wird. Das elastische Element kann mit einer wärmefesten Absperrschicht umwickelt oder anderweitig bedeckt werden. Das elastische Element kann ein wärmefestes Material umfassen und im Wesentlichen frei von Silikon sein. Es kann vielleicht aus fasrigem Polyimid bestehen. Die Dichtung kann in einer Positionierungsvertiefung in den Seitenwänden des oben offenen Behälters aufgenommen werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

1 eine Perspektivansicht der Isolierungsvorrichtung, welche die vorliegende Erfindung verkörpert, mit voneinander getrennten und auseinander gezogenen Bauteilen;

2 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang AA der Seitenwand der Isolierungsvorrichtung von 1, und

3 eine Draufsicht des Dichtungsdetails der Vorrichtung von 1.

1 zeigt die Isolierungsvorrichtung 10, welche einen oben offenen Behälter 12 und einen entsprechenden Deckel 14 und eine Dichtung 16 umfasst. Der oben offene Behälter 12 begrenzt eine offene Kammer 18, deren Öffnung durch den Deckel 14 abgedeckt wird, wenn die Isolierungsvorrichtung 10 einsatzbereit ist, d.h. wenn ein Datenaufzeichnungsgerät 19 in der Kammer 18 untergebracht ist. Die Dichtung 16 sorgt für eine Abdichtung zwischen dem Deckel 14 und dem oben offenen Behälter 12, wenn der Deckel 14 die offene Kammer 18 abdeckt. In der Tat werden Endlagen-Knebelklemmen 20 (nur zwei werden gezeigt) auf entgegengesetzten Seiten des oben offenen Behälters 14 bereitgestellt, um entsprechende Ansätze 22 im Deckel 14 in Eingriff zu nehmen und dadurch die Dichtung 16 zwischen dem Deckel 14 und dem offenen Behälter 12 zusammenzudrücken. Die Dichtung 16 schließt zumindest eine äußere Oberfläche S ein, die nicht-reaktiv ist, wodurch hydrophile Staubpartikel, die in Kontakt mit der Oberfläche S kommen, hydrophil bleiben.

2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie AA in 1 und zeigt Seitenwand- und Dichtungsmerkmale im Detail.

Eine Seitenwand 30 des Behälters 12 schließt eine Metall-Innenwand 32 (angrenzend an die Kammer 18) und eine Metall-Außenwand 34 ein. Die Innenund Außenwände 32, 34 sind voneinander beabstandet, und ein hydrophiles Microtherm Isolierungsmittel 36 wird in der Beabstandung zwischen diesen bereitgestellt. Das Isolierungsmittel 36 wird innerhalb der Innen- und Außenwände 32, 34 durch eine Glasfasergewebe-Abdichtung 38 abgedichtet, die mit Epoxidharz mit den Metallwänden und dem Microtherm Material verbunden wird. Die Innen- und Außenwände 32, 34 erstrecken sich oberhalb der Glasfasergewebe-Abdichtung 38 und begrenzen eine Vertiefung 40 für die Aufnahme der Dichtung 16 und darunter liegende Polsterungsschichten oder elastische Schichten 42, 44aus weichem, filzartigem Polyimidmaterial. (Die Polsterungsschichten 42, 44 können nach Bedarf durch eine einzige Schicht ersetzt erden).

Die Dichtung 16 umfasst zwei separate Elemente. Das obere Element 50 umfasst einen Formkörper 51 aus Polyimidmaterial, umwickelt mit Polyimidband (zum Beispiel Kapton-Band), und das untere Element 52 umfasst Polyimidmaterial zu 80 % teilumwickelt mit Polyimidband (zum Beispiel Kapton-Band). Bei jedem umwickelten oder teilumwickelten Element wird das Polyimidband mit dem Polyimidmaterial unter Nutzung eines Acryl-Klebstoffes verbunden. Das obere Element 50 schließt einen elastischen Einsatz 56 ein, der ein weicheres Polyimidmaterial, umwickelt mit Polyimidband (zum Beispiel Kapton-Band), aufweist als im oberen Element 50. Da er weicher ist, stellt der Einsatz 56 ein Kissen für die Unterbringung der Kabel 58 bereit, die von der offenen Kammer 18 durch den Behälter 12 im Bereich von Ausschnitten 60 verlaufen. Diese Kabel würden für den Anschluss eines Datenaufzeichnungsgeräts 19 in der Kammer 18 an externe Thermoelemente (nicht gezeigt) verwendet.

Wie in 3 gezeigt wird, schließt das obere Element 50 der Dichtung 16 einen nicht-nachgiebigen Rechteckrahmen-Formkörper 51 ein, der längliche Elemente 70A, B, C, D aus Polyimid-Faserplattenmaterial umfasst. Jedes längliche Element 70A, B, C, D ist mit einem Paar von ineinander greifenden Profilen 72 ausgebildet, die mit entsprechenden Profilen angrenzender Elemente in Eingriff kommen, um eine feste Rahmenstruktur auszubilden. Die Elemente 70A, C mit den langen Seiten bestehen aus 9 mm dickem Faserplattenmaterial, während die Elemente 70B, D mit den kurzen Seiten aus 6 mm dickem Faserplattenmaterial bestehen. Auf diese Weise bilden die Elemente 70B, D mit den kurzen Seiten eine Vertiefung für die Aufnahme des elastischen Einsatzes 56 aus. Die Elemente 70A, B, C, D sind mit Polyimidband 74 umwickelt.

Beim Einsatz werden die äußeren Oberflächen der Dichtung 16, die Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden (d.h. das obere Element 50 und der Einsatz 56) durch Polyimidband geschützt, das als eine Absperrschicht fungiert. Das Polyimidband ist nicht-reaktiv in dem Sinne, dass Staubpartikel (entweder von innerhalb der Isolierungsvorrichtung oder aus äußeren Quellen), die von Natur her hydrophil sind, durch den Kontakt mit der Dichtung nicht hydrophob werden. Durch die Verhinderung der Erzeugung von hydrophoben Staubpartikeln kann das Phänomen der Kraterbildung im Lack gemildert oder dafür sogar Abhilfe geschaffen werden.


Anspruch[de]
Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) für das Isolieren von wärmeempfindlichen Messgeräten, die in einem Industrieofen oder dergleichen zum Einsatz kommen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen oben offenen Behälter (12), der eine offene Kammer (18) für die Aufnahme eines Datenaufzeichnungsgeräts begrenzt; einen Deckel (14) für die Verwendung in Kombination mit dem oben offenen Behälter, um die Kammeröffnung abzudecken; und eine Dichtung (16) für die Ausbildung einer Abdichtung zwischen dem oben offenen Behälter und dem Deckel, wenn er die Kammeröffnung abdeckt; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine äußere Oberfläche ("S") der Dichtung eine wärmefeste Absperrschicht (74) einschließt, welche Polyimid enthält, wodurch die äußere Oberfläche in einem solchen Maße nicht-reaktiv ist, dass hydrophile Staubpartikel, welche mit der zumindest einen äußeren Oberfläche in Kontakt kommen, hydrophil bleiben. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine äußere Oberfläche der Dichtung Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, wenn der Deckel von der Kammeröffnung entfernt wird. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmefeste Absperrschicht (74) eine Form, ausgewählt aus einem Band und einer dünnen Folie, aufweist. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder die dünne Folie um einen Formkörper (51) gewickelt wird. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder die dünne Folie mit dem Formkörper (51) unter Nutzung eines wärmefesten Klebstoffes verbunden wird. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (16) im Wesentlichen frei ist von Silikon, PTFE oder anderen Materialien, die potentiell Fluorkohlenstofferzeugen. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche weiterhin ein elastisches Element (42, 44) umfasst, zwischengelegt zwischen der zumindest einen äußeren Oberfläche der Dichtung (16) und den Seitenwänden des oben offenen Behälters (12). Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (42, 44) im Wesentlichen frei ist von Silikon, PTFE oder anderen Materialien, die potentiell Fluorkohlenstoff erzeugen. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (42, 44) wärmefestes Polyimid umfasst. Dichtung (16) für Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10), einen wärmefesten Körper (51) umfassend, wobei der wärmefeste Körper mit einem wärmefesten Band oder einer wärmefesten dünnen Folie (74) bedeckt ist und das wärmefeste Band oder die wärmefeste dünne Folie Polyimid umfasst, wodurch das Band in einem solchen Maße nicht-reaktiv ist, dass hydrophile Staubpartikel, welche mit dem wärmefesten Band in Kontakt kommen, hydrophil bleiben. Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (42, 44) wärmefestes Polyimid umfasst. Dichtung (16) für Wärmeisolierungsvorrichtung für Instrumente (10), einen wärmefesten Körper (51) umfassend, wobei der wärmefeste Körper mit einem wärmefesten Band oder einer wärmefesten dünnen Folie (74) bedeckt ist, wobei das wärmefeste Band oder die wärmefeste dünne Folie in einem solchen Maße nicht-reaktiv ist, dass hydrophile Staubpartikel, welche mit dem wärmefesten Band in Kontakt kommen, hydrophil bleiben.






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