DE19837700A1

DE19837700A1 - Isolierverbundformteil

Info

Publication number: DE19837700A1
Application number: DE19837700A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Guenther; Martin Berz; Martin Beyerle
Original assignee: NOVEGA PRODUKTIONSSYSTEME GmbH
Current assignee: NOVEGA PRODUKTIONSSYSTEME GmbH
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2000-02-24

Abstract

Ein verpreßtes Isolierverbundformteil für den Nieder- und Hochtemperaturbereich aus pulvrigen keramischen Werkstoffen, bestehend aus einer Mittelschicht (1) aus einem ersten Material bzw. Materialgemisch, welches von zwei Deckschichten (2, 3) eines zweiten Materials bzw. Materialgemisches umschlossen ist, ist zwecks besserer Verbindung der Schichten (1, 2, 3) zusammengenäht, -gesteppt, -getackert, -genagelt, -genietet bzw. -geschraubt.

Description

Die Erfindung betrifft ein verpreßtes Isolierverbundformteil aus pulvrigen keramischen Werkstoffen, bestehend aus einer Mittelschicht aus einem hochporösen ersten Werkstoff bzw. Werkstoffgemisch, welches von zwei Deckschichten eines zweiten, im wesentlichen feinkörnigen, Werkstoffs bzw. Werkstoffgemischs umschlossen ist.

In der DE 43 31 590 C1 ist ein derartiges Isolierverbundformteil beschrieben. Hierbei durchdringen die beiden Deckschichten die Mittelschicht an definierten, eine durchgehende Verankerung bildenden, Stellen. Diese wird bei der Verpressung durch einen Preßkolben bewirkt, der rundum verteilte Öffnungen aufweist, durch welche an einer hydraulisch betätigten Schiebeplatte Einzelstempel in eine vorgesetzte Arbeitsstellung verbracht werden. Mit diesen wird beim Vorverdichten der auf eine erste Deckschicht aufgeschütteten Mittelschicht Löcher und in die Deckschicht Vertiefungen eingepreßt, in welchen das in den Löchern und in den Vertiefungen befindliche Material bei der weiteren Verpreßung durchgehende Anker bildet. Hierdurch ist eine sehr stabile homogene Verbindung der Schichten gewährleistet.

Nachteilig ist, daß die durch die durchgehenden Anker gebildete Verbindung zwischen den Deckschichten bei der Handhabung oder beim späteren Einsatz infolge häufiger Temperaturwechsel versagen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung der Schichten mit anderen Mitteln zu schaffen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Aneinanderfügung der Schichten mittels Näh-, Stepp-, Tacker-, Nagel-, Niet- bzw. Schraubgeräten. Hierbei werden die Schichten in einer überraschend einfachen Weise durch gegenseitige Verschlingung bzw. Verankerung in den Deckschichten miteinander verbunden. Besonders bewährt haben sich über die Formteiloberfläche verteilte Stepp- und Tackerstellen.

Die Verbindung der Deckschichten erfolgt heim Nähen und Steppen durch alle herkömmlichen Sticharten wie Doppelsteppstich, Einfach- und Doppelkettenstich vorzugsweise Kreuzstich bzw. Zickzackstich oder Steppstellen mit Nahtverdichtung hierfür.

Als Nähfäden kommen multifile Nähfäden, insbesondere Direktzwirne mit wechselnder Drehrichtung sowie Schnüre und Bänder aus hitzebeständigen Stoffen wie Glas- oder Steinwollefasern, Kohlefasern und auch Drähte in Frage.

Die Verbindung der Deckschichten erfolgt beim Tackern entweder durch Widerhaken an den Klammerschenkeln oder durch die Verspannung der Klammerschenkeln im Plattenmaterial. Die Verspannung wird, durch eine entsprechende Formgebung der Klammerspitzen, beim Eindringen in den Werkstoff erzeugt.

Die Verbindung der Deckschichten erfolgt beim Nageln durch eine rauhe oder mit Widerhaken versehene Nagelaussenfläche.

Die Verbindung der Deckschichten erfolgt beim Nieten durch die Aufwulstung des Nietschaftes zu einem Kopf.

Die Verbindung der Deckschichten erfolgt beim Schrauben durch die in das Material eingebrachten Gewindegänge.

Zur zusätzlichen Fixierung der Verbindungselemente können diese mit Wasserglas, Säurekitten oder Silikonharzen getränkt sein, wodurch diese in den Verankerungslöchern mit den Schichten verkleben.

Die Anwendung der auf anderen Gebieten bekannten Fügeverfahren vereinfacht die Herstellung von Isolierverbundformteilen. An weiteren Vorteilen sind zu nennen

- Gleichbleibende Qualität der Isolierverbundteile;
- Einfache und daher kostengünstige Verfahren;
- Durch punktweises Verbinden halten die Formteile auch stärkeren Verbiegungen stand.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße gesteppte Isolierverbundplatte in Draufsicht,

Fig. 2 die Verbundplatte gemäß Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße kreuzweise gesteppte Isolier verbundplatte in Draufsicht und

Fig. 4 die Verbundplatte gemäß Fig. 3 im Schnitt,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße genagelte Isolierverbundplatte in Draufsicht,

Fig. 6 die Verbundplatte gemäß Fig. 5 im Schnitt,

Fig. 7 eine weitere erfindungsgemäße getackerte Isolierverbundplatte in Draufsicht und

Fig. 8 die Verbundplatte gemaß Fig. 7 im Schnitt,

Fig. 9 eine umhüllte getackerte Isolierverbundplatte,

Fig. 10 aufgenietete Plättchen auf die Mittelschicht,

Fig. 11 eine erfindungsgemäße genagelte Isolierverbundplatte mit angeformten Erhebungen in Draufsicht,

Fig. 12 eine erfindungsgemäße genagelte Isolierverbundplatte mit angeformten Erhebungen und Umrandung in Draufsicht.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Verbindungsarten bei Isolierverbundplatten veranschaulicht. Die aneinandergefügten Platten bestehen, wie in den Seitenansichten (Fig. 2) zu sehen, aus einer Mittelschicht 1 und den beiden Deckschichten 2 und 3, welche an definierten Stellen zusammengenäht, -gesteppt, -getackert, -genagelt, -genietet bzw. -geschraubt sind. Die Dichte der Verbindungsstellen gemäß Fig. 1, Fig. 3, Fig. 5 und Fig. 7 richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Vorzugsweise werden die Verbindungsstellen gegeneinander versetzt angeordnet. Wie in Fig. 1, 2 und Fig. 3, 4 zu sehen, können diese verschiedene Sticharten aufweisen.

In Fig. 5 und Fig. 6 ist eine Verbundplatte dargestellt, die zusammengenagelt ist.

Gute Ergebnisse erreicht man auch durch ein Zusammentackern der Schichten, wie in Fig. 7 und 8 zu sehen ist.

Die Verbundplatte gemäß Fig. 9 ist zum Schutz der Nähte mit einer im wesentlichen aus Perlit oder Vermiculit bestehenden, aufgepressten Schutzschicht 4, 5 umhüllt.

Fig. 10 zeigt auf die Mittelschicht aufgenietete Plättchen, welche eine innige Verbindung mit den Deckschichten eingehen. Um bei geringen Deckschichtdicken eine stabile Verankerung zu gewährleisten, werden an die Unterschicht Erhebungen angeformt, auf welche die Deckschicht aufgelegt und mechanisch durch Nageln oder Tackern in die Erhebungen verankert wird. Die Mittelschicht wird vor dem Einlegen in die Unterschicht an den Stellen ausgenommen, an welchen sich die Erhebungen befinden.

Fig. 12 zeigt eine Isolierverbundplatte mit umlaufenden Rand, der an die Unterschicht angeformt ist, welche den Kern vollständig einschließt. Die Verankerung der Deckplatte im umlaufenden Rand erfolgt durch Nageln, Tackern oder Schrauben.

Die Deckschichten 2 und 3 bestehen beispielsweise aus folgendem Gemisch:
53 Gew.-% Perlit
25 Gew.-% Kaolin als Füllstoff
22 Gew.-% Wasserglas
Die Zwischenschicht 1 z. B. besteht aus folgenden Gemischen:
65 Gew.-% hochdisperser Kieselsäure
21 Gew.-% Zirkonsilikat
14 Gew.-% Vermiculit
63 Gew.-% hochdisperser Kieselsäure
32 Gew.-% Trübungsmittel, Ilmenit
5 Gew.-% Perlit
Die Herstellung des Isolierverbundformteils kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen.

Eine Möglichkeit besteht darin, die Deckschicht getrennt aus dem mit Wasserglas benetzten Perlit in eine Form zu schütten, ggf. zu pressen und anschließend an der Luft oder im Ofen aushärten zu lassen. Es ergibt sich dadurch die Deckplatte.

Die Mittelschicht kann ebenfalls in eine Form geschüttet und zu einer Platte gepreßt werden. Insbesondere wenn Fasern beigemischt sind, ergibt sich eine handhabbare Platte. Aus dieser Mittelschicht und den Deckplatten wird dann das erfindungsgemäße Formteil geschichtet und mittels der erfindungsgemäßen Verbindungselemente verbunden. Ein Lösen der Schichten auch nach häufigen Temperaturwechseln wird durch die Verbindungselemente verhindert.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der gemeinsamen Verpressung der Schichten. Nach Schütten der unteren Deckschicht wird die Mittelschicht und anschließend die Deckschicht geschüttet und anschließend alles gemeinsam verpreßt und ausgehärtet. Danach erfolgt die Sicherung der Schichten durch die erfindungsgemäßen Verbindungselemente.

In einigen Fällen reicht es aus, an der Trennfläche zwischen Deckschicht und Mittelschicht Plättchen einzulegen, die in der Mittelschicht verankert sind und eine Haftbrücke zur Deckschicht bilden.

Claims

1. Verpreßtes thermisches Isolierverbundformteil, insbesondere für den Hochtemperaturbereich, aus vor dem Verpressen schüttfähigen, insbesondere pulverigen, keramischen Werkstoffen, bestehend aus einer Mittelschicht (1) aus einem ersten Material bzw. Materialgemisch, welches von zwei Deckschichten (2, 3) eines zweiten Werkstoffs bzw. Werkstoffgemischs umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Deckschichten mittels eines an Verbindungspunkten vorgesehenen Verbindungselementes verbunden sind.

2. Thermisches Isolierverbundformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein Nagel ist.

3. Thermisches Isolierverbundformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Klammer ist.

4. Thermisches Isolierverbundformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein Faden ist.

5. Thermisches Isolierverbundformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Schraube ist.

6. Thermisches Isolierverbundformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement ein Niet ist.

7. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungspunkte durch mindestens eine weitere (4, 5) geschützt sind.

8. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus Wasserglas besteht.

9. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses von einer Kunststoff-Schrumpffolie umhüllt ist.

10. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschicht (1) aus einem feindispersen Isolierwerkstoffs besteht.

11. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der feindisperse Isolierwerkstoff im wesentlichen aus durch Flammhydrolyse hergestellten Metalloxiden, vorzugsweise Kieselsäure bzw. deren Mischungen oder Mischoxiden mit einem einagglomorierten organischen Trübungsmittel besteht.

12. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (2, 3) im wesentlichen aus feinkörnigen Isolierwerkstoff oder besteht.

13. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der, vorzugsweise feinkörnige, Isolierwerkstoff aus Vermiculit, Perlit, Blähglimmer, oder einer Mischung derselben, ggf. mit Zuschlagstoffen sowie einem Härter und oder mineralischen Fasern besteht.

14. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (2, 3) aus keramischem Papier, Pappe oder Folie bestehen.

15. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen über Formteiloberfläche regelmäßig verteilt angeordnet ist.

16. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Mittelschicht (1) oder den Deckschichten (2, 3) an den Verbindungsstellen Plättchen (6) angebracht sind, insbesondere durch Nieten.

17. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus einem keramischen Werkstoff bestehen.

18. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente mit Klebstoff oder Kitten, z. B. wie Wasserglas, Säurekitt oder Silikonharz, getränkt sind.

19. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Deckschicht, vorzugsweise die untere, Erhebungen angeformt sind, die als Distanzstücke dienen, insbesondere zur Verankerung der Verbindungselemente.

20. Thermisches Isolierverbundformteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Deckschicht, vorzugsweise die untere, ein umlaufender Rand angeformt ist, der als Distanzstück dient, insbesondere auch zur Verankerung der Verbindungselemente.

21. Verbindungselement, insbesondere zur Herstellung eines thermischen Isolierverbundformteiles, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Keramik oder Kohlefasern besteht.

22. Verfahren zur Herstellung eines thermischen Isolierverbundformteiles nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten vor dem Bearbeiten im Ofen zu Deckplatten ausgehärtet werden, und nach Einfügen einer gepreßten Mittelschicht durch Schrauben, Tackern, Nähen, Nieten und/oder Kleben verbunden werden.