DE10211296A1

DE10211296A1 - Formkörper aus isolierendem Material

Info

Publication number: DE10211296A1
Application number: DE2002111296
Authority: DE
Inventors: Holger Seitz; Thomas Schwarze; Burkhard Sommer
Original assignee: Kramer Progetha & Co oHG GmbH
Current assignee: Kramer Progetha & Co oHG GmbH
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-10-09

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Formkörper (1) zur Wärme- und/oder Schallisolierung, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie die Verwendung eines solchen Formkörpers (1). Damit ein solcher Formkörper (1) isolierende Eigenschaften gegenüber Wärme und/oder Schall aufweist und dabei eine verbesserte mechanische Stabilität besitzt, soll der Formkörper (1) aus isolierendem Material bestehen, wobei der Formkörper (1) eine stabilisierende Struktur (3) in seinem Inneren aufweist, die sich über einen großen Teil des Formkörpers (1) erstreckt und wobei das Material der stabilisierenden Struktur (3) im Vergleich zu dem isolierenden Material eine erhöhte Biegesteifigkeit und Bruchfestigkeit aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Formkörper zur Wärme- und/oder Schallisolierung, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie die Verwendung eines solchen Formkörpers.
Derartige Formkörper bestehen in der Regel aus Materialien, die eine geringe Rohdichte aufweisen, um isolierende Eigenschaften zu gewährleisten. Dies gilt besonders dann, wenn eine niedrige Wärmeleitfähigkeit gefordert ist. Hier kommen beispielsweise Vermiculite, Perlite, Hohlkugelkorunde, Calziumaluminate, Calziumsilikate oder Leichtschamotte in Frage. Verbunden mit einer niedrigen Rohdichte ist aber eine geringe Stabilität gegenüber mechanischen Beanspruchungen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn beispielsweise Vermiculite als Material für die Formkörper eingesetzt werden. Außerdem werden die Formköper durch Verpressen bei vergleichsweise niedrigen Drücken hergestellt, so dass sich kein Gefüge bildet, mit dem eine erhöhten Stabilität verbunden wäre. Der Einsatz höherer Drücke beim Verpressen kommt wegen möglicher Überpressung nicht in Frage, weil dies zu einer erhöhten Dichte des Materials nach dem Verpressen führen würde und damit zu einem Verlust der isolierenden Eigenschaft.
Aus der DE 199 16 951 A1 ist ein Formkörper bekannt, wobei bei dessen Herstellung neben dem isolierenden Material noch ein bestimmter Anteil eines Fasermaterials der zu verpressende Mischung beigegeben wird. Diese Fasern bewirken zwar eine verbesserte mechanische Festigkeit. Allerdings reicht dies nicht aus, eine Festigkeit zu erreichen, wie sie beispielsweise nötig wäre, damit die Formkörper begehbar wären. Somit ist ein Einsatz derartiger Formkörper in Bereichen nicht möglich, wo diese einer erhöhten mechanischen Belastung ausgesetzt sind, wie beispielsweise bei begehbaren Ofendecken oder als Nottreppen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Formkörper bereitzustellen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, der die geforderten isolierenden Eigenschaften gegenüber Wärme und/oder Schall aufweist und dabei eine verbesserte mechanische Stabilität besitzt.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch einen Formkörper aus isolierendem Material gelöst, wobei der Formkörper im Inneren eine stabilisierende Struktur aufweist, die sich über einen großen Teil des Formkörpers erstreckt und wobei das Material der stabilisierenden Struktur im Vergleich zu dem isolierenden Material eine erhöhte Biegesteifigkeit und Bruchfestigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß gewährleistet diese biegesteife und bruchfeste Struktur im Inneren des Isolierformkörpers, dass die mechanische Stabilität gegenüber einem unverstärkten Formkörper stark verbessert ist. Somit kann ein derartiger Formkörper auch in Bereichen eingesetzt werden, wo er mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist.
Dadurch, dass die stabilisierende Struktur im wesentlichen parallel zu der größten Oberfläche verläuft, wird beispielsweise bei rechteckigen oder annähernd rechteckigen Formkörpern erreicht, dass diese insbesondere in der Richtung stabilisiert werden, in der die größten Belastungen auftreten können.
Wenn die Oberfläche der stabilisierenden Struktur in einer Ebene mit der Oberfläche des Formkörpers verläuft, kann erreicht werden, dass Beschädigungen durch Abrieb des an sich porösen isolierenden Materials beispielsweise beim Betreten des Formkörpers vermieden werden.
Ist die stabilisierende Struktur als Gitter ausgebildet, ergibt sich die Möglichkeit, herkömmliche Gitterroste in das isolierende Material einzusetzen. Damit ist eine besonders kostengünstige Herstellung der Formkörper möglich.
Für die stabilisierende Struktur bietet sich insbesondere Stahl als Material an, da dieser die geforderten mechanischen Eigenschaften aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Oberfläche der stählernen Struktur verzinkt ist, um Korrosionsschäden zu vermeiden, wenn Teile dieser Struktur nicht vom Formkörper bedeckt sind.
Als isolierendes Material eignen sich insbesondere Vermiculite, Perlite, Hohlkugelkorunde, Calziumaluminate, Calziumsilikate oder Leichtschamotte, da diese die erforderlichen Eigenschaften in Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
An dem Formkörper können weiterhin Befestigungsmittel vorgesehen sein, die insbesondere als Lasche ausgebildet sein können, um den Formkörper beispielsweise an Gerüsten fixieren zu können. Dabei ist es für eine belastbare Befestigung günstig, wenn die Befestigungsmittel mit der stabilisierenden Struktur verbunden sind.
Ferner wird die oben genannte Aufgabe verfahrensmäßig durch ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit den folgenden Schritten gelöst:

- Einsetzen einer sich über einen Großteil der Form erstreckenden stabilisierenden Struktur in die Form,
- Einbringen eines isolierenden Materials in die Form und
- Verdichten durch Verpressen des isolierenden Materials und der stabilisierenden Struktur miteinander.

In Bezug auf die Vorteile dieses Verfahrens gilt sinngemäß das bereits in Bezug auf die Formkörper Gesagte. Es ist möglich, zuerst die stabilisierende Struktur in die Form einzusetzen und dann das isolierende Material dazuzugegeben. Dabei ist gewährleistet, dass sich das isolierende Material gleichmäßig in der Form verteilt. Wenn es erforderlich ist, dass die Oberfläche der stabilisierende Struktur nicht in der Oberfläche des Isolationskörpers verläuft, kann die stabilisierende Struktur auch beabstandet zum Boden der Form in diese eingesetzt werden. Um den notwendigen Abstand herzustellen, können vor dem Einsetzen der stabilisierenden Struktur Distanzstücke aus dem isolierenden Material auf dem Boden der Form eingesetzt werden.
Alternativ ist es auch möglich, das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit den folgenden Schritten zu durchzuführen:

- Einbringen eines isolierenden Materials in die Form,
- Einsetzen einer sich über einen Großteil der Form erstreckenden stabilisierenden Struktur in die Form und
- Verdichten durch Verpressen des isolierenden Materials und der stabilisierenden Struktur miteinander.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, dass die stabilisierende Struktur auch nach dem Einbringen des isolierenden Materials in die Form eingesetzt werden kann. Dies kann dann erforderlich sein, wenn die stabilisierende Struktur an einer bestimmten Position relativ zur Form angeordnet sein soll, beispielsweise am oberen Ende der Form.
Die erfindungsgemäßen Formkörper können als Wärmeisolationsmaterial verwendet werden, insbesondere in Bereichen wo eine Begehbarkeit erforderlich ist, wie beispielsweise im Fall von Ofendecken oder Übergehungen von Öfen. In analoger Weise ist eine Verwendung zur Schallisolation, beispielsweise im Treppenbau oder bei Zwischenwänden, möglich. Außerdem ergibt sich durch die erhöhte Stabilität die Möglichkeit, erfindungsgemäße Formkörper als selbsttragende Wandelemente im Bereich des Trockenbaus zu verwenden.
Die Erfindung ist weiterhin nicht nur auf solche Formkörper beschränkt, deren endgültige Form schon bei der Herstellung festgelegt wird, sondern es ist auch denkbar, dass die Formkörper erst später durch geeignete Schneidwerkzeuge auf die gewünschten Maße gebracht werden, wobei auch die stabilisierende Struktur mitdurchtrennt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung nur beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Isolationskörpers,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Formkörper und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform und
Fig. 5 zeigt ebenfalls eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers in Bezug auf die Position der stabilisierenden Struktur.
In Fig. 1 ist ein im wesentlichen rechteckiger Formkörper 1 aus isolierendem Material gezeigt mit einer Verbreiterung 2 im unteren Bereich des Formkörpers 1. Als stabilisierende Struktur weist der Formkörper 1 ein rechtwinkliges Gitter 3 vorzugsweise aus Stahl auf, wobei das Material des Gitters 3 damit eine höhere Biegesteifigkeit und Bruchfestigkeit als das isolierende Material selbst aufweist. Das Gitter 3 besteht aus einer Vielzahl von Längsstäben 4 und senkrecht dazu angeordneten Querstäben 5, wobei die Längsstäbe 4 und Querstäbe 5 entlang ihrer Schnittlinien 6 miteinander verschweißt sind. Damit entspricht das Gitter 3 einem handelsüblichen Gitterrost. Die Höhe der Längsstäbe 4 ist dabei geringer als die der Querstäbe 5. Die Oberfläche des Gitters 3 verläuft dabei in der Ebene der Oberfläche 7 des Formkörpers 1 (s. Fig. 3) und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Oberfläche 7 und somit über einen Großteil des Formkörpers 1.
In Fig. 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Formkörpers 1 dargestellt. Das Gitter 3, bestehend aus den Längsstäben 4 und den Querstäben 5, verläuft in der der Oberfläche 7 gegenüberliegenden Fläche 8. Zu einer derartigen Ausführungsform gelangt man dann, wenn bei der Herstellung des Formkörpers 1 das isolierende Material vor dem Einsetzen der stabilisierenden Struktur in die Form eingebracht wird. Man erkennt schnell, dass abwechselnd angeordnete Formkörper gemäß den Fig. 3 und 4 im Verbund verlegt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist das Gitter 3 im Inneren des Isolationskörpers 1 angeordnet, so dass weder die Längsstäbe 4 noch die Querstäbe 5 entlang der Oberfläche des Isolationskörpers 1 verlaufen. Eine derartige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn bei der Herstellung des Formkörpers 1 die stabilisierende Struktur in Form des Gitters 3 beabstandet zu dem Boden der Form in diese eingesetzt wird und danach das isolierende Material in die Form eingebracht wird. Der Abstand zu dem Boden wird dabei durch Distanzstücke 9 aus isolierendem Material erreicht, die vor dem Einsetzen des Gitters 3 auf den Boden der Form eingesetzt werden.
Durch das Gitter 3 in dem Formkörper 1 wird erreicht, dass die Stabilität gegenüber einer mechanischen Belastung, die auf den Formkörper 1 mit einer Kraft senkrecht zur Oberfläche 7 wirkt, deutlich verbessert wird. Ein Durchbiegen oder Brechen des Formkörpers 1 findet erst bei vergleichsweise höheren Belastungen statt. Somit ist es beispielsweise möglich, dass durch eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Formkörpern 1 eine begehbare Fläche gebildet wird, die parallel zur Ebene des Gitters 3 verläuft oder in ähnlicher Weise eine Treppe aus derartigen Formkörpern 1 gebaut werden kann. Die begehbare Fläche bzw. die Treppe wirken dann isolierend beispielsweise gegen darunter liegende Wärmequellen. Damit können erfindungsgemäße Formkörper 1 für begehbare Ofendecken eingesetzt werden. Wenn das Gitter 3 in der Fläche verläuft, die gegebenenfalls betreten wird (s. Fig. 3), wird verhindert, dass keine Schäden an dem an sich porösen isolierenden Material durch das Betreten entstehen können.

Claims

1. Formkörper aus isolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine stabilisierende Struktur im Inneren aufweist, die sich über einen großen Teil des Formkörpers erstreckt, und dass das Material der stabilisierenden Struktur im Vergleich zu dem isolierenden Material eine erhöhte Biegesteifigkeit und Bruchfestigkeit aufweist.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die stabilisierende Struktur im wesentlichen entlang einer Ebene innerhalb des Formkörpers erstreckt.

3. Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene im wesentlichen parallel zu einer Oberfläche des Formkörpers, vorzugsweise der größten Oberfläche des Formkörpers, verläuft.

4. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der stabilisierenden Struktur in einer Ebene mit einer Oberfläche des Formkörpers verläuft.

5. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierende Struktur als Gitter, bevorzugt als Gitterrost, ausgebildet ist.

6. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierende Struktur aus Stahl ist.

7. Formkörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierende Struktur eine verzinkte Oberfläche aufweist.

8. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Material Vermiculite, Perlite, Hohlkugelkorunde, Calziumaluminate, Calziumsilikate oder Leichtschamotte enthält.

9. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper Befestigungsmittel aufweist.

10. Formkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel als Laschen ausgebildet sind.

11. Formkörper nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel Gewinde aufweisen.

12. Formkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel mit der stabilisierenden Struktur verbunden sind.

13. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers in einer Form, gekennzeichnet durch die folgende Schritte:

- Einsetzen einer sich über einen Großteil der Form erstreckenden stabilisierenden Struktur in die Form,

- Einbringen eines isolierenden Materials in die Form und

- Verdichten durch Verpressen des isolierenden Materials und der stabilisierenden Struktur miteinander.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierende Struktur auf den Boden der Form eingesetzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierende Struktur beabstandet zum Boden der Form in diese eingesetzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Boden der Form vor dem Einsetzen der stabilisierenden Struktur zunächst Distanzstücke aus dem isolierenden Material eingesetzt werden.

17. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers in einer Form, gekennzeichnet durch die folgende Schritte:

- Einbringen eines isolierenden Materials in die Form,

- Einsetzen einer sich über einen Großteil der Form erstreckenden stabilisierenden Struktur in die Form und

18. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für die Wärmeisolierung insbesondere von Ofendecken.

19. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für die Schallisolierung.

20. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als selbsttragendes Wandelement.