DE7819861U1 - Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr - Google Patents
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Description
Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt
Professional Representatives before the European Patent Office
Professional Representatives before the European Patent Office
I/fr/1012 G OTAVI MINEN AG, Hynspergstr. 24, 6000 Frankfurt/Main 18
/Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr ">
I \ / j
Die Erfindung betrifft ein keramisch gebranntes geformtes ι
Produkt, insbesondere ein Kaminrohr zum Einbau als Innen- f
rohr in einen mehrschaligen Montageschornstein. |
Derartige Kaminrohre werden meist unter Verwendung von
Ton und Schamotte In einem keramischen Brand hergestellt.
Sie werden in der Regel in mehrschaligen Hausund Heizungsschornsteinen eingesetzt, die mit mit festen
und/oder flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen betriebenen Heizungsanlagen in Verbindung stehen. Ein Hausschornstein
soll daher ausreichend widerstandsfähig gegen die Beanspruchung durch Feuer, Rauch bzw. .Abgase
sowie durch Kehrgeräte sein (DIN 18160). Insofern muß
das Kaminrohr als Baustein des Schornsteins feuer- und säurebeständig, gasdicht und
versottungsslcher sein sowie insbesondere eine ausreichende
Druckfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit auf-
weisen. Neben der Druckfestigkeit ist in Verbindung mit der Forderung der Aufrechterhaltung der Gasdichtigkeit
im Betrieb die Temperaturwechselbeständigkeit eine wichtige Eigenschaft, die ein Kaminrohr besitzen muß. Denn
die Heizungsanlagen beaufschlagen einen Schornstein und damit das Kaminrohr weder kontinuierlich noch mit Rauch
oder Abgasen gleichbleibender Temperatur. Vielmehr kann der Temperatureinfluß sehr unbeständig und wechselhaft sein.
Ein Kaminrohr, das die im Betrieb durch Temperaturschwankungen auftretenden Gefügespannungen nicht
kompensieren kann, reißt. Durch die Rißbildung geht in der Regel die Gasdichtigkeit und Festigkeit des
Schornsteins verloren, was zu erheblichen Schäden führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist. die Neigung zur Rißbildune in
einem keramisch gebrannten Kaminrohr durch Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit zu mindern. ■
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein keramisch gebranntes Kaminrohr gelöst, dessen Scherben Textur aufweist,
wobei die Textur durch Porenkammern gebildet wird.
Der Begriff "Textur" ist aus der Mineralogie entlehnt.
Es wird darunter auf diesem Sachgebiet die durch äußere
Ursachen hervorgerufene räumliche Anordnung der mineralischen Gemengteile eines Gesteins
verstanden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird mit dem Begriff der Textur das Gefügebild des gebrannten
Scherbens des Keramikrohrs beschrieben.
Vorzugsweise weist der Scherben des erfindungsgemäßen Keramikrohres
im Querschnittsbild langgestreckte, geschlossene Porenkammern auf, deren Längsachsen annähernd parallel
zur Wandung des Kaminrohres liegen. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung lagert in einer Kammerecke der
Kammer ein Korn, vorzugsweise ein Gesteinskorn, wobei die Gesteinskörner in der jeweiligen Kammer in der gleichen
Ecke der Kammer sitzen. Insofern ergibt sich die Textur aus den schmalen, länglich ausgebildeten, wandparallel
prientierten Porenkaiwnsrn mit in asr jeweils entsprechenden
gleichen Ecke sitzenden Gesteinskörnern. Dabei kommt es nicht darauf an, daß die angenommene Längsachse der
Porenkammern senkrecht oder parallel zur Kaminronrlängsachse
verläuft. Wesentlich ist, daß der überwiegende Teil der Kammern räumlich richtungsorientiert ist.
Durch die Porenkammern wird die Porosität des Scherbens
erheblich größer. Sie kann bis auf das Dreifache des Ausgangsscherbens gesteigert werden. Die Wasseraufnanme des
Kasinrohres dagegen wird nicht im entsprechenden Maß erhöht,
weil es sich meist um geschlossene Kammern handelt und die
-A-
Karemern in der Regel nicht mit der Außenmantelpreßhaut
des Kaminrohres in Verbindung stehen. Insofern wird auch die Gasdichtigkeit, die das Kaminrohr "von Hause aus"
aufweist, nicht beeinträchtigt. Die Porosität erhöht sich in Abhängigkeit von der Zugabemenge und der Korngröße des
Zuschlagstoffes. Die Rohdichte des Scherbens wird durch die Porosität und das spez. Gewicht des Zuschlagstoffes
bestimmt.
Durch die wandparallel orientierte texturierte Porosität
in Form von Porenkammern wird die Druckfestigkeit - gemessen durch Belastung in Längsachsrichtung des Rohres nicht
derart beeinflußt, daß das Rohr den Anforderungen insoweit nicht genügt. Wesentlich ist jedoch, daß durch
die texturierte Kammerporosität die Temperaturwechselbeständigkeit erheblich gesteigert und damit verbunden die
Neigung zur Rißbildung vermindert werden kann. Dieser erhebliche Fortschritt wird anhand des folgenden Beispiels
dargestellt.
Verglichen wird . ein herkömmliches Schamotte-Kaminrohr mit einem homogenen Gefüge bekannter Struktur und ein
Kaminrohr-der gleichen Struktur, jedoch mit der erfindungsgemäBen
Porenkammertextur.
Die Bestimmung der Temperaturwechselbeständigkeit erfolgt in Anlehnung an DIN 51068, Blatt 1, wobei die Proben einen
C^ AVI -MZΤνΞϋ* AG
-1..5
Durchmesser von 50 mm und eine Höhe von 25 mm (entsprechend
der Vanddicke des Rohres) haben.
der Vanddicke des Rohres) haben.
Festgestellt wird die Anzahl der Prüfgänge, die die Probe bis
zur Zerstörung nach DIJi 51068 aushält. Aus einer Prüfserie von
zehn Prüfversuchen ergab sich, daß e:m handelsübliches Kaminrohr 3 bis 5 und das erfindungsgemäße Prüfrohr 15 bis 35 Prüfgänge aushält.
zur Zerstörung nach DIJi 51068 aushält. Aus einer Prüfserie von
zehn Prüfversuchen ergab sich, daß e:m handelsübliches Kaminrohr 3 bis 5 und das erfindungsgemäße Prüfrohr 15 bis 35 Prüfgänge aushält.
Dabei wurden folgende Porositäten gemessen: bei den handelsüblichen
Kaminrohren zwischen 6,3 uncl8,6 % und bei den erfindungsgemäßen Kaminrohren zwischen 13,2 und 18,6 %.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen texturierten Kamin- «
rohres werden Ton mit üblichen Gemen.gteilen wie z. B. I
Schamotte und Wasser gemischt, das feuchte Gemenge zu |
einem Rohrstrang gepreßt, der Rohrstxang abschnittsweise j
geschnitten und die Rohrabschnitte zum Kaminrohr gebrannt, |
wobei dem Gemenge Körner zugesetzt werden und das Strang- {
pressen derart durchgeführt wird, daß die Körner mit einer
schweifförmigen Porenkammer in Verbindung stehen. J
I Die Gesteinskörner werden mit Korngrcißen von 2 bis
6 mm verwendet, die vorzugsweise eine Härte über 180 N/mm2 f
nach Frechen und eine Abriebfestigkeit von weniger als 8cm3/
OTAVI-KIKEK AG
50 cm (gemessen nach Böhme gemäß DIN 521O8) aufweisen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, synthetisch hergestellte Körner unter anderem in Form von Abfallprodukten
wie z.B. granulierte Schlacken zu verwenden. Weiterhin sind natürliche Mineralien wie z.B. Korund einsetzbar.
Als Gesteinskorn wird vorzugsweise Basalt verwendet. Gute Ergebnisse werden auch erzielt, wenn hartgebrannte
Schamottekörner zugesetzt werden. Die Zusatzmenge und Korngröße richtet sich nach der gewünschten Erhöhung der
Porosität. Vorzugsweise werden Gesteinskörner in Mengen von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gemenge, zugesetzt.
Die Wahl der Härte der Körner dagegen ist abhängig vom Abriebeinfluß der Masse, in die die Körner eingebettet sind.
Denn die Körner sollen möglichst scharfkantig sein und beim Strangpressen nicht zerstört werden. Vielmehr soll die Masse
an der Kornoberfläche vorbeigleitend einen Hohlraum, nämlich die PorenkammfeT, bilden, ohne daß dabei das Korn
zermürbt wird. Durch den Preßvorgang werden die Kammern aufgebaut, wobei das Gesteinskorn nach dem Pressen in der
Ecke, in der die Preßkraft angegriffen hat, die Kammer begrenzt.
Der Herstellungsprozeß kann so gesteuert werden, daß beim Strangpressen entweder die Gesteinskörner in
der Masse wandern oder die Masse an den Gesteinskörnern vorbeifließt und die Gesteinskörner beim Pressen abgebremst
werden. In jedem Falle muß das Mischungsverhältnis des Gemenges und seine Bildsamkeit derart gewählt werden,
daß sich beim Strangpressen vom Gesteinskorn ausgehend
ein Hohlraum ausbilden kann, der nach dem Pressen nicht wieder zusammenfällt und auch im Brand nicht zu einer Dehnung
oder Schwindung des Scherbens führt.
Besonders gut texturierte Scherben erhält man, wenn man zum Strangpressen eine Schneckenpresse verwendet und
Feuchtigkeitsgehalte des Gemenges einstellt Λ die zwischen
IO und 20, vorzugsweise bei 12 Gew.-% liegen. Der Feuchtigkeitsgehalt
der Kasse wird so gewählt, daß die beim Pressen entstandenen Poren nicht wieder zusammengedrückt
werden. Ferner ist vorteilhaft, das feuchte Gemenge vor dem Pressen mit Heißdampf zu beaufschlagen und dadurch die
Temperatur der Masse auf 55 bis 70 0C zu erhöhen. Die Masse
sollte einen Bildsamkeitswert nach Pfefferkorn von 1,2 bis 1,5 aufweisen. Es kommt nicht darauf an,
daß die Körner nach dem Brand noch erkennbar in der Kammer vorhanden sind. Sie ,können während des Brandes schmelzen
und eine Verglasung und damit Verfestigung der Porenkammer herbeiführen, was zur Festigkeitssteigerung des Kaminrohres
beitragen kann. Vorzugsweise soll jedoch das Korn in der Ecke der Kammer auch nach dem Brand noch sitzen, weil dadurch
die Festigkeit des Kaminrohres einen optimalen Wert erreicht. Denn die Körner stützen offenbar die Kammerwandungen
bei Druckbelastungen derart ab, daß die Kammern keine beachtliche Schwächung des Scherbengefüges darstellen.
Bevorzugt verwendete Gemenge bestehend aus:
55-75 Gew.-% Schieferton
10-25 Gew.-SS Schamotte der Körnung
10-25 Gew.-SS Schamotte der Körnung
0 bis 4 am
5-20 Gew.-% Texturgranulatkorn(Kernung 2-6 mm;
>180 TJ/nnr·2 Härte)
10-20 Gew.-SS Wasser
Insbesondere werden Gemenge verwendet, die die folgende Zusammensetzung aufweisen.
58-63 Gew.-% Schieferton
18-20 Gew.-SS Schamotte
A- 6 Gew.-SS Basaltkorn (von 4 bis 5 jam;
18-20 Gew.-SS Schamotte
A- 6 Gew.-SS Basaltkorn (von 4 bis 5 jam;
von 200 bis 240 N/mm2 Härte) 3- 5 Gew.-% Schamottekorn (von 3 bis 4 mm?
von 180 bis 200 N/mm2 Harxe) 12-14 Gev.-% Wasser
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein quergeschnittenes, etwa viereckiges
stranggepreßtes Kaminrohr, Fig. 2 einen Ausschnitt gemäß II in Fig, I.
Das Kaminrohr besteht aus dem Scherben 1 mit den Preßwandungen 2 und 3. Der Scherben 1 weist die Ton-Bindemittelmatrix
4, Gemengeteilchen 5 sowie das Texturgranulat
a · * 1
■ t »
■ t »
6 auf. Vom Texturgranulatkorn 6 ausgehend erstrecken sich
schweifförmig Porenkammern 7, deren Längsachse parallel \
zur Wandung 2 bzw. 3 und etwa parallel zur Längsachse * §
10 des Kaminrohres verläuft. Diese im dargestellten Bei- ll"
spiel wandparallel orientierten Kammern 7 ergeben zusam- I
men nit der Anordnung der Granulatkörner 6 in der jeweils |
linken Ecke der Kammern 7 die neue, die Teinperaturwechsel- |:
beständigkeit erhöhende Textur, die jedoch die Festig- |
keit des Kaminrohres nicht beachtlich beeinflußt. |
Das Gefüge des Scherbens sowie die !Textur sind auf der I
Zeichnung lediglich beispielhaft dargestellt. Selbstverständlich
kann das Gefüge in bezug auf die Gemengeteilchen und die Texturgranulatkörner dichter oder weniger
dicht ausgebildet sein. Außerdem kann die Texturrichtung, d.h. der Verlauf der Längsachse 8 der Kammern 7,
wandparallel und gleichzeitig parallel zur Längsachse 10 des Kaminrohres gewählt werden. Wesentlich ist jedoch,
daß durch die Textur die Temperaturwechselbeständigkeit
erhöht und die Festigkeit des Kaminrohres nicht erheblich gemindert wird.
Bekannt ist, Schamotte sowie Schamotteersatz, z. B. Porphyr, als Gerüstbildner in Tori bzw. in keramischen Scherben zu
verwenden. Der erfindungsgemäße Granulatzusatz führt nicht
zur Gerüstbildung, sondern zur Aufspaltung bzw- Auflocke rung der üblicherweise dicht gepreßten Toninassen, wodurch
A".
11 Il ·
3,
- 10 -
ein thermisch-elastischer Scherben erhalten wird. Die
relativ harten Texturgranulatkörner zerschneiden beim Preßprozeß vorzugsweise parallel zur Oberfläche die
Tonmasse, wodurch eine gefederte keramische Schichtstruktur
entsteht. Diese gewünschte Textur kann man jedoch nur mit einem harten, abriebfesten Zuschlagstoff
erreichen, der beim Preßprozeß nicht selbst zerstört oder zermürbt wird. Es wird bei dem erfindungsgemäßen
Kaminrohr somit mit dem Texturgranulatkorn kein Gerüst, sondern das Gegenteil, nämlich eine aufgelockerte Masse,
erzeugt. Bei der Erfindung wird durch einen bei der bildsamen Verformung auftretenden Spaltungseffekt
die Masse aufgelockert und dadurch insbesondere die Temperaturwechselbeständigkeit
wesentlich verbessert. Dieser Spaltungseffekt wird in besonders hohem Maße durch eine Strangpressung der Masse
Aus der Auflockerung ergibt sich ein weiterer Vorteil bei Verwendung insbesondere mit bituminösen Stoffen angereicherten
Tonen, die im Brand aufgrund öer Porosität besser ausgasen
können. Obwohl der Scherben innerlich wesentlich poröser ausgestaltet ist als bei üblichen Kaminrohren,
steigt die Wasseraufnahme gegenüber den dichten Scherben nicht wesentlich an,. Dies ist darauf zurückzuführens daß
die Kammerporen parallel zur Außenhaut des Kaminrohres
liegen und mit dieser nicht in Verbindung stehen. Die er-
• t I >
findungsgemäße Texturporosität ist äußerlich kaum erkennbar
und beeinflußt in keiner Weise das äußere Erscheinungsbild des Kaminrohres.
Die Erfindung betrifft auch andere stranggepreßte, keramische Produkte, wie z.B. Schamotteprodukte, bei denen zur
Erzielung einer optimalen Temperaturwechselbeständigkeit die beschriebene Textur erzeugt wird. Auch kann durch die
erfindungsgemäße erhöhte Porosität ein keramisches Produkt hergestellt werden, welchejs allein auf Grund der höheren Porosität
bessere Eigenschaften erhält, wie z.B. erhöhte Wärmedämmung oder an Schnittflächen erhöhte Saugkraft.
Claims (7)
1. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr,
auf der Basis von Ton und Schamotte oder dgl., gekennzeichnet durch eine Textur im
Scherben, wobei die Textur durch Porenkammern gebildet wird.
2. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeich
net, daß der Scherben im Querschnittsbild langgestreckte,
geschlossene Porenkammern aufweist, deren Längsachsen im wesentlichen parallel zur Wandung des
Kaminrohres liegen.
3. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr, nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet
, daß in den Kammerecken der Porenkammern jeweils ein Gesteinskorn lagert, wobei
die Gesteinskörner in der jeweiligen Kammer in der
ς -•'-β·· Il UJl Il <
j" Zugelassene Vsrueie* be■-" Ejrcrs-sche^ RBiema-r.t
ί ftofessional Represereai-ves De'c-c me European Raien! Otfce
V^ ■ ::m SOLF& zapf
gleichen Ecke sitzen.
4. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kanjinrohr,
nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Porosität
dos Scherbens zwischen !LO und 25 % liegt.
5. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr,
nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß es eine
Temperaturwechselbeständigkeit von 15 bis 40 Prüfgängen nach DIN 51068, Blatt 1, aufweist.
6. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesteinskörner in den Kammerecken Korngrößen von 2 bis 6 mm und
eine Härte ·> 180 N/mm nach Frechen aufweisen.
7. Geformtes keramisches Produkt, insbesondere Kaminrohr, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesteinskörner aus Basalt bestehen.
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DE (1) | DE7819861U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19922095A1 (de) * | 1999-05-17 | 2000-12-07 | Plein Wagner Soehne | Keramisches Schornsteininnenrohrelement |
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- DE DE7819861U patent/DE7819861U1/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19922095A1 (de) * | 1999-05-17 | 2000-12-07 | Plein Wagner Soehne | Keramisches Schornsteininnenrohrelement |
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