DE2511333A1 - METHOD FOR MANUFACTURING CERAMIC FOAM ELEMENTS AND CERAMIC FOAM ELEMENTS MANUFACTURED BY THE METHOD - Google Patents

Description

Verfahren zum Herstellen von Schaumkeramikelementen und nach dem Verfahren hergestellte Schaumkeramikelemente Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schaumkeramikelementen, bei dem ein aus einer schäumbaren keramischen Masse bestehender, das Ausgangsprodukt für den später geschäumten Keramikkörper bildender Vorformkörper zum Aufblähen und Verfestigen der keramischen Masse der Einwirkung von Wärme ausgesetzt wird. Process for the production of foam ceramic elements and according to the Foam ceramic elements produced by a method The invention relates to a method for the production of foam ceramic elements, in which one of a foamable ceramic Mass existing, the starting product for the later foamed ceramic body forming preform body for expanding and solidifying the ceramic mass of Exposure to heat.

Ferner richtet sich die Erfindung auf nach diesem Verfahren hergestellte Elemente.Furthermore, the invention is directed to manufactured according to this method Elements.

Das Herstellen von Schaumkeramikelementen erfolgt nach einem bekannten Verfahren dadurch, daß die Ausgangsmasse in Formkästen eingefüllt und in diesen Formkästen zum Ausschäumen und zum Verfestigen durch einen Ofen geführt wird. Die Verwendung von Formkästen erhöht zweifellos die Kosten dieses Verfahrens. Außerdem besteht grundsätzlich die Gefahr, daß die keramische Masse in den Formkästen anbackt. Sind die Formkästen nach oben offen, so wölbt sich die Masse beim Aufschäumen kuppelförmig hoch, so daß der fertige Formkörper anschließend entsprechend beschnitten werden muß.The production of foam ceramic elements takes place according to a known one Method in that the starting material is poured into molding boxes and into these Molding boxes is passed through an oven for foaming and solidification. the Use of molding boxes undoubtedly adds to the cost of this process. aside from that there is always the risk that the ceramic mass will stick to the molding boxes. If the molding boxes are open at the top, the mass bulges when it is foamed dome-shaped high, so that the finished molding can then be trimmed accordingly got to.

Bekannt ist auch das sogenannte Freischäumverfahren, bei dem man von gepreßten massiven Blöcken ausgeht und diese der Einwirkung von Wärme aussetzt. Hier ergeben sich jedoch allseitig mit Ausnahme der Auflagefläche Ausbuchtungen an den freien Begrenzungen des Formkörpers infolge der Treibkraft des Schäummittels, die nach dem freien Äußeren am stärksten zur Wirkung kommt. Es entstehen also brotlaibartige Gebilde, die nach ihrer Herstellung mit sehr hohem Schnittverlust und erheblichem Arbeitsaufwand auf die gewünschten Bauformate zurückgeführt werden müssen.The so-called free foam process is also known, in which one of pressed solid blocks goes out and these exposed to the action of heat. Here, however, there are bulges on all sides with the exception of the support surface at the free boundaries of the molding due to the driving force of the foaming agent, which comes into its own after its free appearance. So there are loaf-like loaves of bread Structures that, after their production, have a very high loss of cuts and considerable The workload must be traced back to the desired format.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, Schaumkeramikelemente, insbesondere -bauelemente herzustellen, ohne daß kostspielige Formkästen zum Einsatz kommen müssen, ein kuppelförmiges Ausblähen des Keramikkörpers jedoch trotzdem vermieden ist.The object of the invention is to propose a way with which it is possible to produce foam ceramic elements, in particular structural elements, without that expensive molding boxes must be used, a dome-shaped expansion of the ceramic body is nevertheless avoided.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Herstellen von Schaumkeramikelementen, bei dem ein aus einer schäumbaren keramischen Masse bestehender, das Ausgangsprodukt für den späteren geschäumten Keramikkörper bildender Vorformkörper zum Aufblähen und Verfestigen der keramischen Masse der Einwirkung von Wärme ausgesetzt wird, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Vorformkörper eine Vielzahl von vorzugsweise durchgehenden Innenhohlräumen ausgebildet und die Außenkontur des Vorformkörpers wenigstens während der Zeit des Aufschäumens begrenzend gefaßt wird.This task is performed in a method for producing foam ceramic elements, in which one consisting of a foamable ceramic mass is the starting product for the later foamed ceramic body forming preform body for inflation and solidification of the ceramic mass is exposed to the action of heat, achieved according to the invention in that in the preform body a plurality of preferably continuous inner cavities formed and the outer contour of the preform body is conceived limiting at least during the time of foaming.

Vorzugsweise stellt man die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Vorformkörper im Strangpreßverfahren her.Preference is given to the implementation of the invention Process used preforms in the extrusion process.

Die begrenzende Fassung der Außenkontur der Vorformkörper kann nach einer Weiterbildung der Erfindung durch eine den Vorformling umschließende Aussenform erfolgen, die zweifellos leichter und einfacher auszubilden ist als die bisher verwendeten Formkästen.The limiting version of the outer contour of the preform body can according to a development of the invention through an outer shape surrounding the preform done that undoubtedly is easier and simpler to train than the molding boxes used so far.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Vorformkörper mit einer vorzugsweise ebenfalls aus keramischen Material bestehenden Umhüllung zu umgeben, die bei der Schäumtemperatur noch eine solche Festigkeit aufweist, daß sich die beim Schäumen entwickenen Kräfte im wesentlichen nur in Richtung der Hohlräume auswirken können.Another possibility is the preform body with a preferably also made of ceramic material to surround the envelope, which still has such a strength at the foaming temperature that the forces developed during foaming essentially only have an effect in the direction of the cavities can.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ohne Schwierigkeiten möglich, verhältnismäßig lange Vorformkörper bis zur Geschoßhöhe herzustellen, was insbesondere bei Anwendung des Strangpreßverfahrens nicht die geringsten Schwierigkeiten bildet. Durch die äuI3ere begrenzende Fassung der Kontur des Vorformkörpers kann sich das Aufblähen des keramischen Ausgangsmaterials nur ins Innere der vorgesehenen Innenhohlbäume vollziehen, so daß in jedem Falle ein Endkörper entsteht, der praktisch nicht mehr auf Maß zurecht-geschnitten werden muß, sondern allenfalls in formatgemäße Körper unterteilt zu werden braucht. Keramische Materialien, die bei der Schäumtemperatur noch solche Festigkeit aufweisen, daß die beim Schäumen entwickelten Kräfte sich im wesentlichen nur in Richtung der Hohlräume auswirken können, lassen sich vom Fachmann aus der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Materialien ohne weiteres auswählen.With the method according to the invention it is possible without difficulty produce relatively long preforms up to floor level, which is particularly does not form the slightest difficulty when using the extrusion process. The outer limiting setting of the contour of the preform body can do this Expansion of the ceramic starting material only into the interior of the internal hollow trees provided complete, so that in each case an end body is created that practically no longer Must be cut to size, but at most in a format-appropriate body needs to be divided. Ceramic materials that work at the foaming temperature still have such strength that the forces developed during foaming are developed can essentially only affect in the direction of the cavities, can be dated Those skilled in the art from the multitude of materials available choose.

Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, einen vorzugsweise durchgehende Hohlräume aufweisenden Formkörper aus nicht schäumbarer keramischen Masse herzustellen und die Wände der Hohlräume unter Belassung freien Querschnitts mit schäumbarer keramischen Masse zu beschichten. Dabei kann es vorteilhaft sein, die einzelnen Trennwände möglichst dünn und gegebenenfalls sogar versetzt auszubilden. Das aus schäumbarer keramischen Masse bestehende Beschichtungsmaterial kann dann bei Einwirkung von Wärme entsprechend aufschäumen, wobei das aus nicht blähbaren Material bestehende Stützgerüst nicht nur die Kontur des fertigen Körpers bestimmt, sondern auch zur begrenzenden Fassung des schäumbaren Materials dient. Je nach der Dicke des Auftragens füllt das in die Hohlräume eingebrachte Material nach dem Schäumen die Hohlräume mehr oder weniger weit, im Extremfall vollständig aus. Die Hohlräume sind so bemeßbar, daß die gewünschte Endporigkeit des fertigen Baukörpers festliegt.Another possibility for carrying out the method according to the invention consists in a molded body preferably having continuous cavities made of non-foamable ceramic mass and the walls of the cavities to be coated with foamable ceramic mass leaving free cross-section. It can be advantageous to make the individual partition walls as thin as possible and, if necessary even to train staggered. The coating material consisting of foamable ceramic mass can then foam up when exposed to heat, whereby the support structure made of non-expandable material not only reflects the contour of the finished body intended, but also for the limiting version of the foamable Material is used. Depending on the thickness of the application, that which is introduced into the cavities fills Material after foaming the cavities more or less, in extreme cases completely the end. The cavities are dimensionable so that the desired final pores of the finished Structure is fixed.

Insbesondere bei Verwendung eines Stützgerüstes aus nicht schäumbarer Keramik, aber auch bei Ausführung des Verfahrens, bei dem eine entsprechend zugfeste Umhüllung vorgesehen ist, bietet sich die Möglichkeit, die erstellten, noch ungeschäumtes keramisches Material enthaltenden Körper stehend auf einen Brennwagen aufzusetzen. Dadurch läßt sich der Ofenquerschnitt praktisch vollständig ausnutzen. Das Zusammensacken des schäumbaren Materials ist durch die Ausbildung des Stützgerüstes bzw. durch die Umhüllung auf einem vernachläßigbaren Minimum gehalten. Die Tatsache, daß der Vorformkörper bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgehende Hohlräume aufweist, trägt in diesem Falle wesentlich dazu bei, daß beim Aufheizen die Brenngase so geführt werden können, daß die Vorformkörper von innen und außen möglichst gleichmäßig beheizt werden. Damit ist auch die Voraussetzung für ein gleichmäßiges Aufschäumen über das gesamte Volumen des erstrebten Schaumkeramikelementes gewährleistet.Especially when using a non-foamable support structure Ceramic, but also when executing the process in which a correspondingly tensile strength Wrapping is provided, there is the possibility of the created, still unfoamed ceramic material-containing body to be placed standing on a kiln carriage. As a result, the furnace cross-section can be used almost completely. The slump of the foamable material is due to the formation of the support structure or by the wrapping is kept to a negligible minimum. The fact that the Preform bodies in the preferred embodiment of the method according to the invention Has continuous cavities, in this case contributes significantly to the fact that during heating, the fuel gases can be guided so that the preforms of inside and outside are heated as evenly as possible. So that is also the prerequisite for even foaming over the entire volume of the desired ceramic foam element guaranteed.

Die Zeichnungen zeigen in fig. 1 in der linken Hälfte das fertige gemäße der Erfindung hergestellte Schaumkeramikelement und auf der rechten Seite den zur Herstellung dieses Schaumkeramikelementes verwendeten Vorformkörper und in Fig. 2 eine andere Ausführungsform, wobei auf der linken Seite wiederum das fertige Schaumkeramikelement und auf der rechten Seite der zu seiner Herstellung verwendete Vorformkörper dargestellt ist.The drawings show in fig. 1 in the left half the finished one according to the invention produced foam ceramic element and on the right side the preform body used to produce this ceramic foam element and in FIG. 2 another embodiment, with the finished one on the left Foam ceramic element and on the right side of its manufacture used Preform body is shown.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ausgegangen von einem vorzugsweise stranggepreßten Vorformkörpers, der im Schnitt, wie auf der rechten Seite der Fig. 1 ersichtlich ist, stehende Wände 1, 2 aus einem schäumbaren Keramikmaterial aufweist, die zwischen sich vorzugsweise in Längsrichtung verlaufende Hohlräume 3, 4 belassen. Um diesen Vorformkörper wird eine Art Bandage 5 gelegt, die entweder aus einem später wieder abzunehmenden Material, beispielsweise in Form eines Blechmantels besteht, aber auch ebenfalls aus keramischem Material in Form einer Umhüllung bestehen kann, wie es beispielsweise bei 6 angedeutet ist. Wird der derart gefaßte Vorformling entsprechend der Ausbildung nach der rechten Seite der Fig. 1 in einen Ofen eingefahren, beispielsweise in einen Tunnelofen mit Hilfe eines Brennwagens, auf dem die Vorformkörper aufrechtstehend abgestellt sind, dann beginnt das Material in den Wänden 1 und 2 zu schäumen und die Hohlräume 3, 4 auszufüllen, bis schließlich ein durchgehend geschäumter, im wesentlichen gleichmäßige Konsistenz aufweisender Körper entsteht, wie er bei 7 auf der linken Seite der Fig. 1 angedeutet ist.When carrying out the method according to the invention, it is assumed of a preferably extruded preform body, which in section, as on the right side of Fig. 1 can be seen, standing walls 1, 2 made of a foamable Has ceramic material, preferably extending between them in the longitudinal direction Leave cavities 3, 4. A type of bandage 5 is placed around this preform body, which either consist of a material to be removed again later, for example in the form a sheet metal jacket, but also made of ceramic material in the form can consist of an envelope, as is indicated, for example, at 6. Will the preform thus grasped according to the training on the right side 1 moved into a furnace, for example in a tunnel furnace with the aid a kiln carriage on which the preforms are placed upright, then the material begins to foam in walls 1 and 2 and fill cavities 3, 4, until finally a consistently foamed, essentially uniform consistency having body arises, as indicated at 7 on the left side of FIG is.

Besteht die Bandage aus einem Blechmantel 5 o. dgl.,dann wird sie nach dem Schäumen und Verfestigen des Elementes entfernt. Besteht sie dagegen aus einem keramischen Material, dann verbleibt diese Umhüllung 6 an Ort und Stelle.If the bandage consists of a sheet metal jacket 5 or the like, then it will removed after the element has foamed and solidified. Does she stand against it? a ceramic material, then this envelope 6 remains in place.

Man erkennt, daß beim Aufsetzen des Vorformkörpers, wie er auf der rechten Seite der Fig. 1 angedeutet ist, auf einen Tunnelofen-Brennwagen die Anordnung so getroffen werden kann, daß die Brenngase leicht von unten nach oben durch die Hohlräume 3, 4 hochsteigen können. Dies hat eine gleichmäßige Erwärmung des ganzen Vorformkörpers zur Folge und damit auch eine gleichzeitige Aufschäumung des Materials in den Wänden 1, 2.It can be seen that when placing the preform, as he is on the the right side of Fig. 1 is indicated, the arrangement on a tunnel kiln kiln car can be taken so that the combustion gases easily from the bottom up through the Cavities 3, 4 can rise. This has an even heating of the whole Preform body result and thus a simultaneous foaming of the material in walls 1, 2.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform besteht der auf der rechten Seite wiedergegebene Vorformkörper aus einem beispielsweise bienenwabenartig ausgebildeten Stützgerüst, dessen einzelne Trennwände bei 11,12 und 13 angedeutet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Trennwände 11, 12 und 13 mit schäumbarem keramischem Material beschichtet, wie es bei 14, 15, 16, 17 und 18 angedeutet ist.In the embodiment shown in FIG. 2, there is the right-hand side reproduced preforms one for example honeycomb-like support frame, the individual partitions at 11,12 and 13 are indicated. In this embodiment, the partition walls 11, 12 and 13 coated with foamable ceramic material, as at 14, 15, 16, 17 and 18 is indicated.

Wider derart vorbereitete Vorformkörper, beispielsweise auf einem Tunnelofen-Brennwagen aufgesetzt, durch den Tunnelofen geführt und der Wärme ausgesetzt, so schäume das Material der Schichten 14 bis 18 und füllt damit die Kanäle 19, 20, 21 vollständig aus, wie es auf der linken Seite der Fig. 2 angedeutet ist. Es entsteht also ein aus einem Stützgerüst bestehender, in den Zwischenräumen der Stützgerüstwende mit Schaumkeramik gefüllter Körper, der beispielsweise als Bauelement in Form von Platten oder Blöcken Verwendung finden kann. Die geschäumte Masse ist in Fig. 2 auf der linken Seite bei 22 angedeutet. Bei 23 ist eine Zwischenstufe des Schäumvorganges oder aber die Endstufe bei einem Körper wiedergegeben, bei dem man kein vollständiges Zuwachsen der Schaumkeramikfüllung ge7crünscht hat. Selbstverständlich ist es insbesondere bei der Ausführungsform nach Fig, 2 nicht unbedingt erforderlich, durchgehende Kanäle 19, 20, 21 vorzusehen und deren Wandungen mit schaumkeramischem Material zu beschichten. Es kann auch zweckmäßig sein, diese Kanäle gegeneinander zu versetzen, zu stufen oder in anderer Weise ungerade auszubilden. Am Erfindungsprinzip, die Wandungen dieser Kanäle mit einem schaumfähigen Keramikmaterial zu beschichten wird dadurch nicht geändert.Against such prepared preforms, for example on a The tunnel kiln kiln car is put on, guided through the tunnel kiln and exposed to the heat, so the material of the layers 14 to 18 foams and thus fills the channels 19, 20, 21 completely, as indicated on the left-hand side of FIG. It arises So one consisting of a support frame, in the spaces between the support frame turn body filled with ceramic foam, for example as a component in the form of Plates or blocks can be used. The foamed mass is shown in FIG indicated at 22 on the left. At 23 is an intermediate stage of the foaming process or the final stage is reproduced in a body that is not complete Growing of the ceramic foam filling has wanted. It goes without saying that it is special in the embodiment according to FIG. 2, continuous channels are not absolutely necessary 19, 20, 21 to be provided and their walls to be coated with foam ceramic material. It can also be useful to offset these channels from one another, to stagger them or in some other way to train odd. On the principle of the invention, the walls Coating these channels with a foamable ceramic material is thereby achieved not changed.

- Patentansprüche: - - Patent claims: -

Claims (8)

Patentansprüche Verfahren zum Verfahren zum Herstellen von Schaumkeramikelementen, bei dem ein aus einer schäumbaren keramischen Masse bestehender, das Ausgangsprodukt für den später geschäumten Keramikkörper bildender Vorformkörper zum Aufblähen und Verfestigen der keramischen Masse der Einwirkung von Wärmeausgesetzt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß im Vorformkörper eine Vielzahl von vorzugsweise durchgehenden Innenhohlräumen ausgebildet und die Außenkontur des Vorformkörpers wenigstens während der Zeit des Aufschäumens begrenzend gefaßt wird. Claims method for the method for producing foam ceramic elements, in which one consisting of a foamable ceramic mass is the starting product for the subsequently foamed ceramic body forming preform for expanding and Solidifying the ceramic mass is exposed to the action of heat, thereby It is not noted that a plurality of preferably in the preform body continuous inner cavities formed and the outer contour of the preform body is conceived limiting at least during the time of foaming. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Vorformkörper im Strangpreßverfahren hergestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the preform is produced in the extrusion process. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die begrenzende Fassung der Außenkontur durch eine den Vorformkörper umschließende Außenform erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the delimiting version of the outer contour by the preform body enclosing outer shape takes place. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Vorformkörper mit einer vorzugsweise ebenfalls aus keramischem Material bestehenden, jedoch nicht schäumbaren Umhüllung umgeben wird, die bei der Schäumtemperatur noch eine solche Festigkeit aufweist, daß sich die beim Schäumen entwickelnden Kräfte im wesentlichen nur in Richtung der Hohlräume auswirken können.4. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the preform body with a preferably also made of ceramic material existing, but not foamable envelope is surrounded, which at the foaming temperature still has such a strength that the forces developing during foaming can essentially only affect in the direction of the cavities. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein vorzugsweise durchgehende Hohlräume aufweisender Formkörper aus nicht schäumbarer keramischen Masse hergestellt wird und die Wände der Hohlräume unter Bepassung freien Querschnitts mit schäumbarer keramischer Masse beschichtet werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a molded body preferably having continuous cavities non-foamable ceramic mass is produced and the walls of the cavities with matching free cross-section with foamable ceramic mass coated will. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die vorbereiteten Vorformkörper stehend -auf Tunnelofenwagen geschäumt und verfestigt werden.6. The method according to one or more of the preceding claims, in that the prepared preform bodies are standing - are foamed and solidified on tunnel kiln cars. 7. Schaumkeramikelement, g e k e n n z e i c h n e t durch ein aus nicht schäumbarer keramischer Masse bestehendes Stützgerüst, dessen Hohlräume durch geschäumt keramische Masse ausgefüllt sind.7. Foam ceramic element, not shown by an from non-foamable ceramic mass existing support structure, the cavities through foamed ceramic mass are filled. 8. Schaumkeramikelement nach Anspruch 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schaumkeramikfüllung gerade durchgehende Stränge bildet.8. foam ceramic element according to claim 7, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the foam ceramic filling just forms continuous strands.