DE3034495A1

DE3034495A1 - Vorrichtung zur waermedaemmung einer waermequelle

Info

Publication number: DE3034495A1
Application number: DE19803034495
Authority: DE
Inventors: Hans 6700 Ludwigshafen Kummermehr
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Current assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1982-03-25

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle, insbesondere der elektrischen Heizwicklung für eine strahlungsbeheizte Kochplatte, mit einer Aufnahmeschale für zwischen der elektrischen Heizwicklung und dem Boden der Aufnahmeschale angeordnet es Wärmedämm-Material, welches wenigstens aus einer bodenseitigen Dämmschicht feinporigen Kieselsäureaerogels, insbesondere mit Mineralfaserverstärkung und/oder Trübungsmittel besteht, die unmittelbar in die Aufnahmeschale eingepreßt und dort verpreßt ist, wobei nach Patent ...
(Patentanmeldung P 30 08 505.3-34) die Innenseite des Bodens der Aufnahmeschale Mittel zum Festhalten des Materials der Dämmschicht aufweist.
Dem Hauptpatent liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nach Druckentlastung des Materials der Dämmschicht durch den Pressenstempel ein Zurückfedern des Materials zwischen den UmEangswänden der Aufnahmeschale nach oben, also vom Boden der Aufnahmeschale weg, erfolgt, wodurch im mittleren Bereich der Aufnahmeschale ein Hochwölben der verpreßten Materialschicht eintritt, so daß die Unterseite der Materialschicht vom Boden der AuEnahmeschale abgehoben wird. Damit ist die verpreßte Materialschicht mechanisch äußerst wenig widerstandsfähig. Nach der Lehre des Hauptpatentes wird ein solches Hochwölben des Mittelbereichs der Dämmschicht dadurch vermieden, daß die Dämmschicht auf ihrer dem Boden abgewandten Seite eine konkav gewölbte Oberfläche besitzt und/oder daß der Boden der Aufnahmeschale konvex gewölbt ist und/oder daß - gemäß der Gattung des Oberbegriffes des Anspruchs 1 der vorliegenden Anmeldung - die Innenseite des Bodens der Aufnahmeschale Mittel zum Festhalten des Materials der Dämmschicht aufweist.
Für die letztere Lösungsmöglichkeit für das Problem, ein Hochwölben der Schicht zu vermeiden, sind im Hauptpatent verschiedene Maßnahmen erläutert. So kann der Boden zur Erzielung einer Verklatnmerung oder Verkrallung des Materials der Dämmschicht grob aufgerauht oder mit Sicken oder Perforationen versehen werden, wobei die Perforationen an der Innenseite des Bodens liegenden Bearbeitungsgrat aufweisen können, um eine zusätzliche Haltewirkung zu erzielen.
Alle diese Maßnahmen haben irgendwelche mechanischen Einwirkungen auf den Boden der Aufnahmeschale zur Voraussetzung, was zusätzlichen mechanischen Bearbeitungsaufwand hierfür erfordert und häufig auch kein optischansprechendes Aussehen ergibt. Weiterhin sind diese mechanischen Maßnahmen zur Verklammerung und Verkrallung des Materials der Bodenschicht der Dämmschicht zwangsläufig nur begrenzt wirksam, so daß in ungünstigen Fällen oder bei erheblichen Stoßeinwirkungen dennoch ein Ablösen der Unterschicht des Materials der Dämmschicht vom Boden der Aufnahmeschale auftreten kann.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zum Festhalten des Materials der Dämmschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welches ohne besonders angepaßte Ausbildung des Bodens der Aufnahmeschale bestmögliche Haltewirkung ergibt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1.
Eine solche Haftmittelschicht erfordert keinerlei Vorarbeiten im Bereich des Bodens der Aufnahmeschale und beeinträchtigt auch dessen Aussehen von der Außenseite hoer nicht. Das Einbringen kann einfach und schnell erfolgen, wonach ohne irgendwelche Besonderheiten der Preßvorgang ablaufen kann. Wenn die Haftwirkung des Haftmittels, was problemlos erreicht werden kann, die inneren Kohäsionskräfte der gepreßten Dämmschicht über- steigt, so wird damit die unterste Schicht des Materials der Dämmschicht so gut am Boden befestigt, daß ein Hochwölben des Mittelteils der Dämmschicht nur unter Zerstörung des Zusammenhangs des Materials der Dämmschicht selbst denkbar wäre. Damit ist die Dämmschicht sicher auch bei relativ starken Stoßbelastungen am Boden der Aufnahmeschale gehalten.
Zwar ist grundsätzlich jedes geeignete Haftmittel einschließlich etwa einer beidseitig klebenden Folie oder dergleichen geeignet, besonders einfach und wirkungsvoll kann jedoch auf Klebstoff zurückgegriffen werden, die in fließfähiger Form auf dem Boden der Aufnahmeschale aufgebracht werden können. Insbesondere bei den Wärmeeinfallsbedingungen in der bevorzugten Anwendungsform bei strahlungsbeheizten Kochplatten ist ein hitzebeständiger Kleber bevorzugt, da dieser auch bei etwa auftretenden erhöhten Wärmeeinwirkungen keine Degradationserscheinungen zeigt.
In der einfachsten Form kann dabei ein organischer Kleber, insbesondere auf der Basis von Stärke, verwendet werden, der eine ausreichende Klebewirkung erzeugt und geringsmögliche Kosten verursacht. Jedoch kann auch ein anorganischer Kleber, insbesondere auf der Basis von Wasserglas oder Aluminiumsilikat, verwendet werden, und zwar besonders dann, wenn besonderer Wert auf die Hitzebeständigkeit gelegt wird.
Es hat sich überraschend gezeigt, daß bereits dünnste Klebstoffschichten auf dem Boden der Aufnahmeschale völlig ausreichen. Daher kann die Dicke der Klebstoffschicht bzw. die entsprechende Menge an Klebstoff so gering gewählt werden, daß eine einwandfreie Applikation technisch noch problemlos möglich ist. Der Grund für die Verwendbarkeit so erstaunlich dünner Klebstoffschichten liegt wohl darin, daß das Material der Dammschicht stark hygroskopisch ist und daher bei Berührung mit dem fließfShigen Kleber dessen wäßrige Bestandteile aufsaugt. Da die Partikelgröße des für das Material der Dämmschicht verwendeten Pulvers extrem gering ist, also etwa im Bereich einiger 10 m liegt, dringt auf diese Weise auch eine minimalste Menge an Kleber bis in eine Tiefe von einigen Partikeln in die Dämmschicht ein und verankert diese untersten Partikel somit fest, während im übrigen die Kohäsionskräfte zwischen den Partikeln die Haltekräfte weiter in das Material der Dämmschicht hinein übertragen.
Daher kann die Klebstoffschicht auch so dünn gewählt werden, daß nach dem Verpressen des Materials der Dämmschicht wenigstens ein Teil der Pulverpartikel durch den Kleber hindurch die Oberseite des Bodens der Aufnahmeschale berührt. Klebstoff umgibt dann diese untersten, den Boden der Aufnahmeschale berührenden Partikel und schafft deren Verbindung sowohl zum Boden der Aufnahmeschale als auch zu benachbarten Partikeln, so daß die mikroskopisch dünne unterste Schicht des Materials der Dämmschicht mittels des Klebers untereinander und unmittelbar an der Oberfläche des Bodens der Aufnahmeschale gehalten ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer zeichnerisch dargestellten Ausführungsform näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung zur Wärmedämmung besteht im wesentlichen aus einer Aufnahmeschale 1 aus Metall, insbesondere Aluminiumblech, und Wärmedämm-Material 2, welches an der Innenseite einer Umfangswand 3 der Aufnahmeschale 1 zwischen deren Boden 4 und einer Wärmequelle in Form einer Heizwicklung 5 angeordnet ist. Die elektrisch betriebene Heizwicklung 5 weist nicht näher dargestellte elektrische Anschlüsse auf, die auf geeignete Weise aus dem Bereich der Aufnahmeschale 1 herausgeführt sind, wozu bevorzugt der Bereich der Umfangswand 3 in Frage kommt, um in der veranschaulichten Weise eine ungestörte Ausbildung des Bodens 4 zu ermöglichen. Die dargestellte Vorrichtung dient zur Strahlungsbeheizung einer ebenen Gl askeramikpl at te zur Bildung einer Kochstelle hierauf, wobei die nicht näher dargestellte Glaskeramikplatte an der Oberseite eines Abstandsringes 22 aus gebundenen Keramikfasern liegt und damit Abstand vom oberen Rand der Umfangswand 3 der Aufnahmeschale 1 sowie von der Heizwicklung 5 erhält. Die Umfangswand 3 der Aufnahmeschale 1 und damit die gesamte Vorrichtung hat in Draufsicht im wesentlichen Kreisform, die nur durch konstruktive Lagerelemente oder dergleichen, wie etwa Eindrückungen 6 im Übergangsbereich zwischen der Umfangswand 3 und dem Boden 4, lokal gestört ist.
Das Wärmedämm-Material 2 besteht aus einer oberen dickeren Schicht 7 aus hochtemperaturbeständigem Material, etwa mit organischem Kleber gebundenem Aluminiumsilikat, welche in Lagermulden 8 die Heizwicklung 5 aufnimmt. An der der Heizwicklung 5 gegenüberliegenden Seite der Schicht 7 ist eine Dämmschicht 9 vorgesehen, die am Boden 4 der Aufnahmeschale 1 anliegt und aus feinporigem Kieselsäureaerogel besteht. Dieses Material ist an sich bekannt und weist neben dem Kieselsäureaerogel in aller Regel eine Mineralfaserverstärkung und/oder ein Trübungsmittel auf; solche hochwirksamen Wärmedämm-Materi alien werden durch die Anmelderin unter der Bezeichnung MINI-LEIT (eingetr. Warenzeichen) vertrieben, wobei hinsichtlich Einzelheiten des Materials auf die einschlägigen DE-OSen 27 47 663, 27 48 307 und 27 54 956 verwiesen wird, auf die insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Bevorzugt wird ein Material für die Dämmschicht 9 verwendet, welches aus 30 bis 50% pyrogener Kieselsäure, 20 bis 50% Trübungsmittel und 5 bis 15% Aluminiumfasern besteht, sowie in einem Raumgewicht von 200 bis 400 kg/m3 vorliegt. Ein solches Spez ial-Wärmedämm-Materi al besitzt eine Wärmeleitfähigkeit, die geringer ist als diejenige ruhender Luft und darüber hinaus nur wenig temperaturabhängig ist. Allerdings sind die aus pulverförmigen Grundstoffen gepreßten Platten aus solchem Material mechanisch wenig widerstandsfähig und schwierig herzustellen. Daher werden Platten aus diesem Material in der Regel im Zuge der Herstellung mit einem festen Glasgewebe umgeben. Natürlich aber wäre es wirtschaftlicher, anstelle einer vorherigen Herstellung einer Platte mit Glasgewebeumhüllung und nachträglichem Zuschneiden der Platte entsprechend der Form des Bodens 4 der Aufnahmeschale 1 das pulverförmige Material unmittelbar gegen den Boden 4 der Aufnahmeschale 1 anzupressen und dort zu verpressen, so daß die Aufnahmeschale 1 die Stützfunkt ion zur Sicherung der mechanischen Integrität dieser Preßschicht übernimmt, aus der dann die Dämmschicht 9 besteht.
Wenn das Material der Dämmschicht 9 unmittelbar durch einen im Zuge der Fertigung an der Stelle der Schicht 7 angeordneten Pressenstempel gegen den Boden 4 der Aufnahmeschale 1 verpreßt wird, so erfolgt eine zum Teil elastische Kompression des Materials der Dämmschicht 9 unter Aufbau eines allseitigen Druckzustandes wie in einem Fluid. Die senkrecht zum Boden 4 wirkenden Spannungskomponenten- führen bei Entlastung durch den Pressenstempel zu einem gewissen, nicht schädlichen Rückfedern unter geringfügiger Vergrößerung der Dicke der Dämmschicht 9; die parallel zum Boden 4 wirkenden Komponenten der Spannungen können jedoch zu keiner entsprechenden Vergrößerung des Durchmessers der Dämmschicht 9 führen, da in dieser Richtung eine Einspannung durch die Umfangswand 3 der Aufnahmeschale 1 erfolgt. Diese Spannungen liegen also auch nach Entlastung durch den Pressenstempel in der Dämmschicht 9 vor und werden, wenn keine besonderen Gegenmaßnahmen getroffen werden, da- durch abgebaut, daß die Dämmschicht 9 sich im mittleren Bereich hochwölbt und mit ihrer Unterseite vom Boden 4 abhebt. Dadurch bildet die Unterseite der Dämmschicht 9 über dem Boden 4 eine flache Kuppel, die bei Druckbelastung von der dem Boden 4 abgewandten Seite her leicht zusammenbricht. Eine solche Druckbelastung ist aber schon deshalb unausweichlich, weil an dieser Stelle der Dämmschicht 9 die Schicht 7 mit der Heizwicklung 5 angeordnet werden muß, unter deren Belastung, ganz abgesehen von auftretenden Erschütterungen usw., die hochgewölbte Dämmschicht 9 unter Auflösung des Preßverbundes zumindest im mittleren Bereich zusammenbricht, so daß die Wärmedämmeigenschaften der Dämmschicht 9, die nur im Preßverbund außerordentlich gut sind, stark abfallen.
Auf grund dieser Erkenntnisse ist im Hauptpatent vorgesehen, daß an der Innenseite des Bodens 4 der Aufnahmeschale 1 Mittel zum Festhalten des Materials der Dämmschicht 9 vorgesehen sind. Bei diesen Haltemitteln handelt es sich nach der speziellen Lehre des Hauptpatentes um mechanische Mittel zum Verklammern oder Verkrallen der untersten Schicht des Materials der Dämmschicht 9 an der Oberseite des Bodens 4, beispielsweise um Aufrauhungen, Sicken oder Perforationen.
Erfindungsgemäß ist jedoch zwischen der Innenseite des Bodens 4 der Aufnahmeschale 1 und der Unterseite der Dämmschicht 9 eine Haftmittelschicht 10 angeordnet, welche ein Abheben der Dämmschicht 9 in ihrem Mittelbereich verhindert. Dabei kann die Haftmittelschicht 10 in der einleitend erläuterten Weise durch einen Kleber gebildet sein, und zwar entweder einen organischen oder einen anorganischen Kleber. Insbesondere dann, wenn auch Wärmeeinfall etwa von der Außenseite des Bodens 4 her zu befürchten ist oder aber trotz Wärmedämmung durch die Dämmschicht 9 im Bereich des Bodens 4 immer noch hohe Temperaturen vorliegen, empfiehlt sich ein hitzebeständiger Kleber, insbesondere etwa auf der Basis von Alu- miniumsilikat.
Überraschend kann die Schichtdicke des Klebers beim Auftrag so gering gehalten werden, wie dies technisch eben noch praktikabel ist. Bereits geringste Klebermengen dringen ausreichend zwischen die untersten Partikel des Materials der Dämmschicht 9 ein, da diese stark hygroskopisch ist. Im fertigen Zustand können dabei die untersten Partikel der Dämmschicht 9 durch den Kleber hindurch an der Oberfläche des Bodens 4 der Aufnahmeschale 1 anliegen, also die aufgebrachte Klebstoffschicht vollständig durchstoßen. Infolge dieses geringen Auftrages an Klebstoffmenge ergibt sich hierdurch überhaupt keine Störung des Preß- und Produktionsvorganges durch den vor dem Verpressen eingebrachten Klebstoff.
Bezüglich weiterer Einzelheiten wird ausdrücklich auf das Hauptpatent Bezug genommen.

Claims

Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle Ansprüche 1. Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle, insbesondere der elektrischen Heizwicklung für eine strahlungsbeheizte Kochplatte, mit einer *Aufnahmeschale für ein zwischen der elektrischen Heizwicklung und dem Boden der Aufhahmeschale angeordnetes Wärmedämm-Material, welches wenigstens aus einer bodenseitigen Dämmschicht feinporigen Kieselsäureaerogels, insbesondere mit Mineralfaserverstärkung und/oder Trübungsmittel besteht, die unmittelbar in die Aufnahmeschale eingepreßt und dort verpreßt ist, wobei gemäß Patent ... (Patentanmeldung P 30 08 505.3-34) die Innenseite des Bodens der Aufnahmeschale Mittel zum Festhalten des Materials der Dämmschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Festhalten durch eine zwischen den Boden (4) und die Dämmschicht (9) einjebrachte Haftmittelschicht (10) gebildet s-ind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Haftmittel in Form eines vorzugsweise hitzebeständigen Klebers.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen organischen Kleber, insbesondere auf der Basis von Stärke.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen anorganischen Kleber, insbesondere auf der Basis von Wasserglas oder Aluminiumsilikat.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftmittelschicht (10) in in der Praxis minimaler Dicke eingebracht ist, insbesondere dünner ist als 0,5 bis 1 mm.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Pulverpartikel durch den Kleber hindurch die Oberseite des Bodens (4) der Aufnahmeschale (1) berührt.