EP0035280B1 - Thermal insulation device for a heating source - Google Patents

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EP0035280B1
EP0035280B1 EP81101553A EP81101553A EP0035280B1 EP 0035280 B1 EP0035280 B1 EP 0035280B1 EP 81101553 A EP81101553 A EP 81101553A EP 81101553 A EP81101553 A EP 81101553A EP 0035280 B1 EP0035280 B1 EP 0035280B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulating layer
layer
base
adhesive
dish
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP81101553A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0035280A3 (en
EP0035280A2 (en
Inventor
Hans Kummermehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Original Assignee
Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE19803008505 external-priority patent/DE3008505C2/en
Priority claimed from DE19803034495 external-priority patent/DE3034495A1/en
Application filed by Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG filed Critical Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Priority to AT81101553T priority Critical patent/ATE8090T1/en
Publication of EP0035280A2 publication Critical patent/EP0035280A2/en
Publication of EP0035280A3 publication Critical patent/EP0035280A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0035280B1 publication Critical patent/EP0035280B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater

Definitions

  • the invention relates to a device for heat insulation of a heat source, in particular an electrical heating winding for a radiant-heated hotplate, according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known for example from DE-OS 25 51 137.
  • the material of the insulation layer With the electric radiation heating for a glass ceramic plate there, the material of the insulation layer can be pressed into the receiving shell, which then forms the lower mold for the pressing process.
  • it has been shown that such pressing of the fine-pored insulating material based on a silica airgel against the bottom of the receiving shell leads to difficulties, since this insulating material behaves like a fluid under the pressure of the press ram, but has an internal elasticity.
  • an all-round pressure state is generated in the material which is delimited laterally by the peripheral wall of the receiving shell.
  • the pressed material layer is not very mechanically resistant.
  • the domed or spread material collapses in that the mutual holding forces of the material particles on the side facing the bottom of the receiving shell are eliminated and the material falls off from the inside of the dome thus formed.
  • the material With more punctiform loading, the material is easily pierced because there are no supporting forces on the back. Since the heat source such as the heating winding is to be supported on the top of the insulation layer directly or via further insulation layers, such mechanical instability of the insulation layer is unsustainable, especially since such damage can already occur during transport that significantly reduce the thermal insulation effect.
  • the invention has for its object to provide a device of the type outlined in the preamble of claim 1, in which it can be ensured with as little additional effort as possible that bulging of the insulation layer does not occur after the pressure relief by the press ram.
  • the invention is based on the knowledge that the special material of the insulating layer based on silica airgel, after being relieved by the press ram, behaves in a similar way to a curved cap made of elastic material, for example a curved sheet round plate.
  • a curved flat element With such a curved flat element, three equilibrium states occur, namely two stable equilibrium states with no or with little internal stress in the curved shape towards one of the two sides, and a medium, unstable equilibrium state in the flat shape, out of which with a small deflection in one way or the other snapping out into the stable curved shape.
  • the compressed layer of the insulation material must be prevented from reaching the stable equilibrium state in which it is arched away from the bottom of the receiving shell.
  • the base of the receiving shell can also be convex. Even with a flat surface of the layer, there is then a similar stress distribution, as explained above in connection with a concave curved upper production skin, in the lower layers of the insulating layer near the bottom of the receiving shell. As a result, the lower areas of the insulation layer are prestressed to a certain extent in the direction of the bottom of the receiving shell and pressure from the bottom would be required to snap the insulation layer into a high-arched position.
  • the stable equilibrium position of the lower layers of the insulation layer in their downward arched position towards the bottom of the receiving shell serves to secure the position of the upper layers and the production skin of the insulation layer either in an equally stable equilibrium position with concave curvature or also in the unstable equilibrium position with a flat surface Formation of the surface.
  • the insulation layer can also be secured against snapping up by the floor of the receiving shell holding the lower surface of the insulation layer to a certain extent.
  • the unstable equilibrium state can also be secured with completely flat clamping of the insulation layer between the peripheral walls of the receiving shell, and a stable, arched formation is additionally ensured.
  • mechanical means for clamping or clawing the material of the insulating layer on the bottom of the receiving shell for example by roughening, beads or perforations, can be used.
  • Such an adhesive layer requires no preparatory work in the area of the bottom of the receiving shell and does not impair its appearance from the outside.
  • the insertion can be carried out easily and quickly, after which the pressing process can proceed without any special features. If the adhesive effect of the adhesive exceeds the internal cohesive forces of the pressed insulation layer, which can be achieved without any problems, the bottom layer of the material of the insulation layer is fastened to the floor so well that bulging of the middle part of the insulation layer only with destruction of the connection of the material the insulation layer itself would be conceivable.
  • the insulation layer is thus securely held on the base of the receiving shell even in the event of relatively strong impact loads.
  • any suitable adhesive including, for example, a double-sided adhesive film or the like, is suitable, but it is particularly simple and effective to use adhesives which can be applied in a flowable form to the bottom of the receiving shell.
  • a heat-resistant adhesive is preferred, in particular in the case of the heat incidence conditions in the preferred form of application in the case of radiation-heated hotplates, since this does not show any signs of degradation even in the event of increased heat effects.
  • an organic adhesive in particular based on starch, can be used, which produces a sufficient adhesive effect and causes the lowest possible costs.
  • an inorganic adhesive in particular based on water glass or aluminum silicate, can also be used, particularly if heat resistance is particularly important.
  • the thickness of the adhesive layer or the corresponding amount of adhesive can be chosen so small that a perfect application is still technically possible without any problems.
  • the reason for the usability of such incredibly thin adhesive layers is probably that the material of the insulation layer is very hygroscopic and therefore absorbs the aqueous components when it comes into contact with the flowable adhesive. Since the particle size of the putty used for the material of the insulation layer is extremely small, i.e.
  • the adhesive layer can also be chosen so thin that after the material of the insulating layer has been pressed, at least some of the powder particles touch the top of the bottom of the receiving shell through the adhesive. Adhesive then surrounds these lowermost particles touching the bottom of the receiving shell and creates their connection both to the bottom of the receiving shell and to neighboring particles, so that the microscopically thin bottom layer of the material of the insulating layer by means of the adhesive with one another and directly on the surface of the bottom Holding cup is held.
  • thermal insulation material for thermal insulation of the electric heating coil of a radiation-heated hotplate, or to curve the top of the insulating layer from the heat source seen concave.
  • the thermal insulation material is not pressed into the receptacle, but is cast material or soft fiber material such as a glass fiber cushion.
  • thermal insulation layer is prefabricated as an insert and mechanically reinforced by means of a metal mesh on the edge.
  • the metal braid is used in the mold during the prefabrication of the insert body to create drainage channels for the drainage of the liquid released when pressing the damp insulation material there and can be used to connect an earthing conductor after installing the insert body in the hotplate.
  • the damp, fibrous thermal insulation material of FR-A-2 425 786 does not show the behavior of the thermal insulation material used in the context of the invention under the influence of the press ram.
  • the thermal insulation material is removed from the press mold after compression and inserted as an insert body in the receiving shell, and is not pressed directly into the receiving shell to remain there.
  • the device for thermal insulation illustrated in FIG. 1 essentially consists of a receiving shell 1 made of metal, in particular aluminum sheet, and thermal insulation material 2, which is on the inside of a peripheral wall 3 of the receiving shell 1 between the bottom 4 thereof and a heat source in the form of a heating winding 5 is arranged.
  • the electrically operated heating winding 5 has electrical connections (not shown in more detail) which are led out of the area of the receiving shell 1 in a suitable manner, which is preferably the area of the peripheral wall 3 in order to allow the floor 4 to be undisturbed in the manner illustrated .
  • the device shown is used for radiant heating of a flat glass ceramic plate to form a hotplate thereon, the glass ceramic plate (not shown in more detail) lying on the upper side of a spacer ring 22 made of bonded ceramic fibers and thus receiving a distance from the upper edge of the peripheral wall 3 of the receiving shell 1 and from the heating winding 5.
  • the peripheral wall 3 of the receiving shell 1 and thus the entire device has a substantially circular shape in plan view, which is only disturbed locally by structural bearing elements or the like, such as indentations 6 in the transition region between the peripheral wall 3 and the bottom 4.
  • the thermal insulation material 2 consists of an upper, thicker layer 7 made of high-temperature-resistant material, for example aluminum silicate bonded with inorganic adhesive, which receives the heating winding 5 in bearing recesses 8.
  • an insulating layer 9 is provided, which lies against the bottom 4 of the receiving shell 1 and consists of fine-pored silica airgel.
  • This material is known per se and, in addition to the silica airgel, generally has a mineral fiber reinforcement and / or an opacifying agent;
  • Such highly effective thermal insulation materials are sold by the applicant under the name MINILEIT (registered trademark), reference being made to the relevant DE-OSes 2747663, 2748307 or 2754956 for details of the material, to which reference is expressly made in this regard.
  • a material for the insulating layer 9 is preferably used, which consists of 30 to 50% by weight of pyrogenic silica, 20 to 50% by weight of opacifying agent and 5 to 15% by weight of aluminum silicate fibers, and in a density of 200 to 400 kg / m 3 is present.
  • Such a special thermal insulation material has a thermal conductivity which is lower than that of still air and, moreover, is only slightly temperature-dependent.
  • the sheets made of such material which are pressed from powdery raw materials, are not mechanically resistant and difficult to manufacture. For this reason, panels made from this material are usually surrounded by a solid glass silk fabric during manufacture.
  • the insulating layer 9 is concave in the manner explained in the introduction, at least on its upper side, which has the production skin 10 formed during the pressing, which is visible in FIG. 1 due to the small gap that is formed towards the flat bottom of the layer 7 designed as an insert body .
  • the bottom 4 of the receiving shell 1 can also be convex, that is to say in the same direction as the production skin 10 away from the area of the heating winding 5, and can alternatively or additionally have means for holding the material in the lower area of the insulating layer 9, which at least during Pressing take effect.
  • perforations indicated at 11 can be provided with a machining ridge 12 pointing towards the inside of the base 4, the number of holes in the perforation being largely freely selectable according to the circumstances.
  • the perforation of the perforation can either be uniformly distributed over the bottom 4 or concentrated in the central area or in the area in which a bulge is most likely to be feared. In the illustrated embodiment, this area of possible bulging is the middle area, but it would also be conceivable to provide a central base in the bottom area, for example for the passage of electrical lines to the heating winding 5, which would form a central support against the compressive stresses in the insulation layer 9 , so that a corresponding curvature would occur in an annular area between the base and the peripheral wall 3.
  • Beading can also be provided from a similar point of view of the distribution, as indicated at 13.
  • the arrangement and design of such beads 1'3 can also largely be freely chosen according to the needs of the individual case, short or dot-like beads also being possible, such as annular beads concentric with the stress distribution in the insulation layer 9.
  • the beads 13 should not be too flat be formed, but have at least on the side facing the central axis 14 of the device, a steep wall section, as illustrated at 15, so that the material of the insulation layer 9 is there in a springback after relief by the pressure in the direction of the axis 14 without clawing.
  • a suitable roughening takes place on the inside of the base 4 in order to enable clipping or clawing.
  • Roughening in this context is to be understood to mean any type of corrugation, creasing, etc., whether regular or irregular, that is to say the creation of even the smallest local surface areas on which the material of the insulating layer 9 can be clawed or clipped.
  • an adhesive layer 19 can also be arranged between the inside of the bottom 4 of the receiving shell 1 and the underside of the insulation layer 9, which prevents the insulation layer 9 from lifting off in its central region.
  • the adhesive layer 19 can be formed by an adhesive in the manner explained in the introduction, either an organic or an inorganic adhesive.
  • a heat-resistant adhesive, particularly based on aluminum silicate in particular, is recommended, especially if heat is to be feared, for example, from the outside of the floor 4 or, despite thermal insulation provided by the insulation layer 9 in the area of the floor 4.
  • the layer thickness of the adhesive can be kept as low as is technically practicable. Even the smallest amounts of adhesive penetrate sufficiently between the lowermost particles of the material of the insulation layer 9, since this is highly hygroscopic. In the finished state, the lowermost particles of the insulation layer 9 can lie through the adhesive on the surface of the bottom 4 of the receiving shell 1, that is to say completely penetrate the applied adhesive layer. As a result of this small amount of adhesive, there is absolutely no disruption to the pressing and production process due to the adhesive introduced before the pressing.
  • the insulation layer 9 is essentially flat and is pressed in an approximately 5 mm high layer against the bottom 4 of the receiving shell 1.
  • the layer 7 made of high-temperature-resistant material serves to shield the extremely high temperature of the heating winding 5, for example 1100 ° C., from the explained material of the insulation layer 9, which is to be protected from a temperature drop above approximately 800 ° C.
  • the temperature drop over the height of the layer 7 therefore takes place to a range of approximately 800 ° C., which, in view of the thermal insulation properties of the selected material of the layer 7, leads to a corresponding minimum height to be selected for the layer 7.
  • the thermal insulation properties of the material of the insulation layer 9 are considerably better, so that there is a further temperature drop of 800 ° C. at the top in the area of the production skin 10 to a very low temperature in the area of the floor 4.
  • a thickness of about 5 mm is sufficient for the insulation layer 9 in order to achieve the desired steep further temperature drop.
  • the peripheral walls 3 are only shielded by the material of the layer 7, so that they can be heated to temperatures which are lower than that in consideration of the different heat incidence conditions and possibly higher material thickness Temperature in the area of the production skin 10 of the insulation layer 9, but is still very high.
  • it can be expedient to also protect the peripheral walls 3 from overheating by the special thermal insulation material of the insulating layer 9.
  • an edge 17 made of the material of the insulating layer 9 is drawn up on the inside of the peripheral wall 3, at least about to the level of the heating winding 5 in order to limit heating at this point by lateral radiation of the heating winding.
  • the edge 17 is formed in one piece with the pressing body forming the insulating layer 9 and is pressed together with the insulating layer 9.
  • the inside 18 of the edge 17 is provided conically with an upwardly widening configuration in order to allow the press ram, which of course has a corresponding shape in its side area, to be immersed and extended as well as for a clean assembly of the insert body forming the layer 7 enable.
  • a separate ring made of press material is provided to form a separate edge 17a, which is inserted into the receiving shell 1 for the insulation layer 9 after the pressing process. This avoids any hindrance to the pressing process in the area of the bottom insulation layer 9 due to the simultaneous encapsulation of the material of the edge 17.
  • the inside 18 of the edge 17a formed by the separate ring can also be conical, as explained in connection with FIG. 2.
  • the invention is in no way limited to the embodiment shown and to the use in connection with the mounting of a heating coil 5 for a radiant-heated hotplate. Rather, the invention is fundamentally applicable whenever a material corresponding to the material of the insulating layer 9 is to be pressed against the bottom of a somehow shaped receiving shell on the basis of oxide aerogels obtained in flame pyrolysis to form a thermal insulation device, so that there is a risk that this The material of the insulation layer 9 springs back after the pressure has been released by the press ram and forms a dome that is mechanically very resistant. It is of course also not necessary that the heat source, such as a heating coil 5, is also arranged in the interior of the receiving shell and is supported against the insulation layer 9.
  • the heat source such as a heating coil 5
  • the invention can also be used for introducing a corresponding thermal insulation material into receptacle shells to form thermal insulation cassettes, which can be used, for example, for thermal insulation in the power plant sector.
  • thermal insulation cassettes which can be used, for example, for thermal insulation in the power plant sector.
  • the pressing of the insulation layer 9 into holding shells 1 for the storage of electric heating coils 5 for radiation-heated hot plates which is explained as an exemplary embodiment, is typical Use case, in which the advantages of the invention are particularly evident.

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  • Ceramic Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle, insbesondere einer elektrischen Heizwicklung für eine strahlungsbeiheizte Kochplatte, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for heat insulation of a heat source, in particular an electrical heating winding for a radiant-heated hotplate, according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist etwa aus der DE-OS 25 51 137 bekannt. Bei der dortigen elektrischen Strahlungsbeheizung für eine Glaskeramikplatte kann das Material der Dämmschicht in die Aufnahmeschale hineingepresst werden, die dann die Unterform für den Pressvorgang bildet. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein solches Verpressen des feinporigen Dämmaterials auf der Basis eines Kieselsäureaerogels gegen den Boden der Aufnahmeschale zu Schwierigkeiten führt, da dieses Dämmaterial sich unter dem Druck des Pressenstempels ähnlich wie ein Fluid verhält, dabei aber eine innere Elastizität besitzt. Beim Verpressen zwischen dem ebenen Boden der Aufnahmeschale und der ebenen Arbeitsfläche des Pressenstempels wird in dem Material, welches seitlich durch die Umfangswand der Aufnahmeschale begrenzt wird, ein allseitiger Druckzustand erzeugt. Nach Druckentlastung des Materials durch den Pressenstempel erfolgt ein Abbau dieses Druckzustandes durch ein Zurückfedern des Materials zwischen den Umfangswänden nach oben, also vom Boden der Aufnahmeschale weg. Dadurch tritt im mittleren Bereich der Aufnahmeschale ein Hochwölben der verpressten Materialschicht ein, so dass die Unterseite der Materialschicht vom Boden der Aufnahmeschale abgehoben wird.Such a device is known for example from DE-OS 25 51 137. With the electric radiation heating for a glass ceramic plate there, the material of the insulation layer can be pressed into the receiving shell, which then forms the lower mold for the pressing process. However, it has been shown that such pressing of the fine-pored insulating material based on a silica airgel against the bottom of the receiving shell leads to difficulties, since this insulating material behaves like a fluid under the pressure of the press ram, but has an internal elasticity. When pressing between the flat bottom of the receiving shell and the flat working surface of the press die, an all-round pressure state is generated in the material which is delimited laterally by the peripheral wall of the receiving shell. After the material has been relieved of pressure by the press ram, this state of pressure is reduced by the material springing back upwards between the peripheral walls, ie away from the bottom of the receiving shell. As a result, the compressed material layer bulges in the central region of the receiving shell, so that the underside of the material layer is lifted off the bottom of the receiving shell.

Damit ist die verpresste Materialschicht mechanisch äusserst wenig widerstandsfähig. Bei Druckbelastung von der Oberseite der Aufnahmeschale her bricht das hochgewölbte oder hochgespreizte Material dadurch zusammen, dass die gegenseitigen Haltekräfte der Materialteilchen an der dem Boden der Aufnahmeschale zugewandten Seite aufgehoben werden und das Material von der Innenseite der so gebildeten Kuppel abfällt. Bei mehr punktförmiger Belastung wird das Material leicht durchstossen, da Stützkräfte an der Rückseite völlig fehlen. Da auf der Oberseite der Dämmschicht direkt oder über weitere Dämmschichten die Wärmequelle wie die Heizwicklung abgestützt werden soll, ist eine solche mechanische Labilität der Dämmschicht nicht tragbar, zumal bereits beim Transport Beschädigungen in solchem Umfange auftreten können, die die Wärmedämmwirkung erheblich vermindern.This means that the pressed material layer is not very mechanically resistant. When pressure is exerted from the top of the receiving shell, the domed or spread material collapses in that the mutual holding forces of the material particles on the side facing the bottom of the receiving shell are eliminated and the material falls off from the inside of the dome thus formed. With more punctiform loading, the material is easily pierced because there are no supporting forces on the back. Since the heat source such as the heating winding is to be supported on the top of the insulation layer directly or via further insulation layers, such mechanical instability of the insulation layer is unsustainable, especially since such damage can already occur during transport that significantly reduce the thermal insulation effect.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, bei der mit möglichst geringem zusätzlichem Aufwand sichergestellt werden kann, dass ein Aufwölben der Dämmschicht nach der Druckentlastung durch den Pressenstempel nicht auftritt.In contrast, the invention has for its object to provide a device of the type outlined in the preamble of claim 1, in which it can be ensured with as little additional effort as possible that bulging of the insulation layer does not occur after the pressure relief by the press ram.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das spezielle Material der Dämmschicht auf der Basis von Kieselsäureaerogel sich nach der Entlastung durch den Pressenstempel ähnlich verhält wie eine gewölbte Kappe aus elastischem Material, beispielsweise eine gewölbte Blechronde. Bei einem solchen gewölbten flächigen Element treten drei Gleichgewichtszustände auf, nämlich zwei stabile Gleichgewichtszustände ohne oder mit geringen inneren Spannungen in der ausgewölbten Form zu einer der beiden Seiten hin, und ein mittlerer, labiler Gleichgewichtszustand in der ebenen Form, aus der heraus bei kleiner Auslenkung in der einen oder anderen Richtung das Ausschnappen in die stabile gewölbte Form erfolgt. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis ergibt sich somit die Forderung, dass vermieden werden muss, dass die verpresste Schicht des Dämmmaterials denjenigen stabilen Gleichgewichtszustand erreicht, in der sie vom Boden der Aufnahmeschale weg gewölbt ist.The invention is based on the knowledge that the special material of the insulating layer based on silica airgel, after being relieved by the press ram, behaves in a similar way to a curved cap made of elastic material, for example a curved sheet round plate. With such a curved flat element, three equilibrium states occur, namely two stable equilibrium states with no or with little internal stress in the curved shape towards one of the two sides, and a medium, unstable equilibrium state in the flat shape, out of which with a small deflection in one way or the other snapping out into the stable curved shape. On the basis of this knowledge, there arises the requirement that the compressed layer of the insulation material must be prevented from reaching the stable equilibrium state in which it is arched away from the bottom of the receiving shell.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Wenn die Dämmschicht auf ihrer dem Boden abgewandten Seite konkav gewölbt ist, so wäre zu einem Umschnappen in die vom Boden weg gewölbte Stellung zunächst eine zusätzliche Einführung von Stauchspannungen in die obere Produktionshaut der Dämmschicht notwendig, so dass die Stauchspannungen in der konkav gewölbten Dämmschicht und insbesondere in ihrer oberen Produktionshaut die Dämmschicht an den Boden der Aufnahmeschale anpressen und ein Hochschnappen in die hochgewölbte Stellung vermeiden. Eine solche konkave Ausbildung der Oberflächenschicht kann durch eine entsprechende konvexe Ausbildung der Arbeitsfläche des Pressenstempels problemlos erzielt werden.This is achieved by the characterizing features of claim 1. If the insulation layer is concavely curved on its side facing away from the floor, an additional introduction of compressive stresses into the upper production skin of the insulating layer would be necessary to snap into the arched position away from the ground, so that the compressive stresses in the concave arched insulation layer and in particular in its upper production skin, press the insulation layer against the bottom of the receptacle and prevent it from snapping up into the arched position. Such a concave formation of the surface layer can easily be achieved by a corresponding convex formation of the working surface of the press ram.

Zusätzlich oder alternativ hierzu kann auch der Boden der Aufnahmeschale konvex gewölbt ausgebildet werden. Selbst bei ebener Oberfläche der Schicht ergibt sich dann eine ähnliche Spannungsverteilung, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit einer konkav gewölbten oberen Produktionshaut erläutert sind, in den unteren Schichten der Dämmschicht in Nähe des Bodens der Aufnahmeschale. Hierdurch werden die unteren Bereiche der Dämmschicht gewissermassen in Richtung auf den Boden der Aufnahmeschale vorgespannt und wäre Druck von der Bodenseite her erforderlich, um die Dämmschicht in eine hochgewölbte Stellung umschnappen zu lassen. Die stabile Gleichgewichtslage der unteren Schichten der Dämmschicht in ihrer nach unten, zum Boden der Aufnahmeschale hin gewölbten Stellung dient dabei zur Lagesicherung der oberen Schichten und der Produktionshaut der Dämmschicht entweder in einer ebenfalls stabilen Gleichgewichtslage mit konkaver Wölbung oder aber auch in der labilen Gleichgewichtslage mit ebener Ausbildung der Oberfläche.In addition or as an alternative to this, the base of the receiving shell can also be convex. Even with a flat surface of the layer, there is then a similar stress distribution, as explained above in connection with a concave curved upper production skin, in the lower layers of the insulating layer near the bottom of the receiving shell. As a result, the lower areas of the insulation layer are prestressed to a certain extent in the direction of the bottom of the receiving shell and pressure from the bottom would be required to snap the insulation layer into a high-arched position. The stable equilibrium position of the lower layers of the insulation layer in their downward arched position towards the bottom of the receiving shell serves to secure the position of the upper layers and the production skin of the insulation layer either in an equally stable equilibrium position with concave curvature or also in the unstable equilibrium position with a flat surface Formation of the surface.

Zusätzlich oder auch alternativ zu einer oder beiden der vorstehend genannten Massnahmen kann eine Lagesicherung der Dämmschicht gegen ein Hochschnappen auch dadurch erfolgen, dass der Boden der Aufnahmeschale die Unterfläche der Dämmschicht gewissermassen festhält. Dadurch kann auch der labile Gleichgewichtszustand mit völlig ebener Einspannung der Dämmschicht zwischen den Umfangswänden der Aufnahmeschale gesichert werden, und wird eine stabile, zum Boden hin gewölbte Ausbildung zusätzlich gesichert. Zum Festhalten der Unterfläche der Dämmschicht können mechanische Mittel zur Verklammerung oder Verkrallung des Materials der Dämmschicht am Boden der Aufnahmeschale, etwa durch Aufrauhungen, Sicken oder Perforationen zum Einsatz gelangen.Additionally or alternatively to one or both of the above-mentioned measures the insulation layer can also be secured against snapping up by the floor of the receiving shell holding the lower surface of the insulation layer to a certain extent. As a result, the unstable equilibrium state can also be secured with completely flat clamping of the insulation layer between the peripheral walls of the receiving shell, and a stable, arched formation is additionally ensured. To hold the lower surface of the insulating layer, mechanical means for clamping or clawing the material of the insulating layer on the bottom of the receiving shell, for example by roughening, beads or perforations, can be used.

Diese letztgenannten Massnahmen haben jedoch stets irgendwelche mechanischen Einwirkungen auf den Boden der Aufnahmeschale zur Voraussetzung, was zusätzlichen mechanischen Bearbeitungsaufwand hierfür erfordert und häufig auch kein optisch ansprechendes Aussehen ergibt. Weiterhin sind diese mechanischen Massnahmen zur Verklammerung oder 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. Um eine bestmögliche Halterwirkung ohne besonders angepasste Ausbildung des Bodens der Aufnahmeschale zu erzielen, kann in Weiterbildung der Erfindung auch eine Haftmittelschicht zwischen dem Boden der Aufnahmeschale und die Dämmschicht eingebracht werden. Eine solche Haftmittelschicht erfordert keinerlei Vorarbeiten im Bereich des Bodens der Aufnahmeschale und beeinträchtigt auch dessen Aussehen von der Aussenseite her 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 des gepressten Dämmschicht übersteigt, 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.However, these last-mentioned measures always have any mechanical effects on the base of the receptacle, which requires additional mechanical processing for this and often does not result in an optically appealing appearance. Furthermore, these mechanical measures for clamping or clawing the material of the bottom layer of the insulating layer are inevitably only of limited effectiveness, so that in unfavorable cases or in the event of considerable impact, the underlayer of the insulating layer material can nevertheless detach from the bottom of the receiving shell. In order to achieve the best possible holding effect without a specially adapted design of the bottom of the receiving shell, in a further development of the invention an adhesive layer can also be introduced between the bottom of the receiving shell and the insulating layer. Such an adhesive layer requires no preparatory work in the area of the bottom of the receiving shell and does not impair its appearance from the outside. The insertion can be carried out easily and quickly, after which the pressing process can proceed without any special features. If the adhesive effect of the adhesive exceeds the internal cohesive forces of the pressed insulation layer, which can be achieved without any problems, the bottom layer of the material of the insulation layer is fastened to the floor so well that bulging of the middle part of the insulation layer only with destruction of the connection of the material the insulation layer itself would be conceivable. The insulation layer is thus securely held on the base of the receiving shell even in the event of relatively strong impact loads.

Zwar ist grundsätzlich jedes geeignete Haftmittel einschliesslich etwa einer beidseitig klebenden Folie od. dgl. geeignet, besonders einfach und wirkungsvoll kann jedoch auf Klebstoffe 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 principle, any suitable adhesive, including, for example, a double-sided adhesive film or the like, is suitable, but it is particularly simple and effective to use adhesives which can be applied in a flowable form to the bottom of the receiving shell. A heat-resistant adhesive is preferred, in particular in the case of the heat incidence conditions in the preferred form of application in the case of radiation-heated hotplates, since this does not show any signs of degradation even in the event of increased heat effects.

In der einfachsten Form kann dabei ein organischer Kleber, insbesondere auf der Basis von Stärke, verwendet werden, der eine ausreichende Klebewirkung erzeugt und geringstmögliche 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 Hitzbeständigkeit gelegt wird.In its simplest form, an organic adhesive, in particular based on starch, can be used, which produces a sufficient adhesive effect and causes the lowest possible costs. However, an inorganic adhesive, in particular based on water glass or aluminum silicate, can also be used, particularly if heat resistance is particularly important.

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 Dämmschicht stark hygroskopisch ist und daher bei Berührung mit dem fliessfähigen Kleber dessen wässrige Bestandteile aufsaugt. Da die Partikelgrösse des für das Material der Dämmschicht verwendeten Putvers extrem gering ist, also etwa im Bereich einiger 10-10 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.Surprisingly, it has been shown that even the thinnest layers of adhesive on the bottom of the receptacle are sufficient. Therefore, the thickness of the adhesive layer or the corresponding amount of adhesive can be chosen so small that a perfect application is still technically possible without any problems. The reason for the usability of such amazingly thin adhesive layers is probably that the material of the insulation layer is very hygroscopic and therefore absorbs the aqueous components when it comes into contact with the flowable adhesive. Since the particle size of the putty used for the material of the insulation layer is extremely small, i.e. in the range of a few 10 to 10 m, a minimal amount of adhesive penetrates into the insulation layer to a depth of a few particles and anchors it The bottom particle is thus firm, while the cohesive forces between the particles further transmit the holding forces into the material of the insulation layer.

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.Therefore, the adhesive layer can also be chosen so thin that after the material of the insulating layer has been pressed, at least some of the powder particles touch the top of the bottom of the receiving shell through the adhesive. Adhesive then surrounds these lowermost particles touching the bottom of the receiving shell and creates their connection both to the bottom of the receiving shell and to neighboring particles, so that the microscopically thin bottom layer of the material of the insulating layer by means of the adhesive with one another and directly on the surface of the bottom Holding cup is held.

Zwar ist es aus der US-A-3 987 275 an sich bekannt, den Boden einer Aufnahmeschale für Wärmedämm-Material zur Wärmedämmung der elektrischen Heizwendel einer strahlungsbeheizten Kochplatte von der Unterseite her gesehen konvex zu wölben bzw. die Oberseite der Dämmschicht von der Wärmequelle aus gesehen konkav zu wölben. Dabei ist jedoch das Wärmedämm-Material nicht in die Aufnahmeschale eingepresst, sondern handelt es sich um gegossenes Material oder weiches Fasermaterial wie ein Glasfaserkissen. Dabei tritt die der Erfindung zugrundeliegende Problematik nicht auf, und zwar nicht nur, weil ohnehin überhaupt kein Einpressen des Wärmedämm-Materials erfolgt, sondern auch, weil selbst bei einer Druckbelastung des Wärmedämm-Materials der US-A-3 987 275 andere Verhältnisse auftreten würden, als bei der entsprechenden Druckbelastung des im Rahmen der Erfindung verwendeten Wärmedämm-Materials, welches sich unter dem Druck des Pressenstempels ähnlich einem Fluid verhält und nach Druckentlastung zum Zurückfedern vom Boden der Aufnahmeschale neigt. Im Falle der US-A-3 987 275 ist das dortige Wärmedämm-Material an der Oberseite durch eine flächig anliegende Oberschale abgedeckt und liegt im wesentlichen druckfrei zwischen den beiden Schalen, lediglich in einer aus konstruktiven Gründen gewölbten Form.It is known per se from US Pat. No. 3,987,275 to convexly curl the bottom of a receiving shell for thermal insulation material for thermal insulation of the electric heating coil of a radiation-heated hotplate, or to curve the top of the insulating layer from the heat source seen concave. However, the thermal insulation material is not pressed into the receptacle, but is cast material or soft fiber material such as a glass fiber cushion. The problem on which the invention is based does not occur, not only because the thermal insulation material is not pressed in at all, but also because even under pressure of the thermal insulation material of US-A-3 987 275 different conditions would occur than with the corresponding pressure load of the thermal insulation material used in the context of the invention, which behaves similarly to a fluid under the pressure of the press ram and after pressure relief to spring back from the floor the receptacle tilts. In the case of US Pat. No. 3,987,275, the thermal insulation material there is covered on the upper side by a flat upper shell and lies essentially free of pressure between the two shells, only in a shape that is curved for constructional reasons.

Aus der US-A-2 387 461 ist es zwar bereits bekannt, in einer Aufnahmeschale für die Heizwendel einer strahlungsbeheizten Kochplatte eine Kleberschicht vorzusehen. Diese Kleberschicht bedeckt die gesamte Innenschicht der Aufnahmeschale und dient zur Lagesicherung eines Tragkörpers für die Heizwendel in der Aufnahmeschale. Das Wärmedämm-Material selbst ist lose eingebracht und damit weder einer Klebewirkung ausgesetzt, noch für eine Halterung durch Klebung überhaupt geeignet. Mangels Druckbelastung des Wärmedämm-Materials tritt darüberhinaus auch die der Erfindung zugrundeliegende Problemstellung nicht auf.From US-A-2 387 461 it is already known to provide an adhesive layer in a receptacle for the heating coil of a radiation-heated hotplate. This adhesive layer covers the entire inner layer of the receiving shell and serves to secure the position of a support body for the heating coil in the receiving shell. The thermal insulation material itself is inserted loosely and is therefore neither exposed to an adhesive effect nor suitable for mounting by gluing at all. In the absence of a pressure load on the thermal insulation material, the problem underlying the invention also does not occur.

Aus der FR-A-2425786 ist es zwar bekannt, eine Wärmedämmschicht geringer mechanischer Festigkeit für die Wärmedämmung der Heizwendel einer elektrisch beheizten Kochplatte mechanisch zu verstärken, so dass mechanische Beschädigungen vermieden werden. Hierfür wird jedoch die Wärmedämmschicht als Einsatzteil vorgefertigt und dabei mittels eines randseitigen Metallgeflechtes mechanisch armiert. Das Metallgeflecht dient in der Pressform im Zuge der Vorfertigung des Einsatzkörpers zugleich zur Erzeugung von Drainagekanälen zur Flüssigkeitsableitung der beim Pressen des dort feuchten Wärmedämm-Materials freigesetzten Flüssigkeit und kann nach Einbau des Einsatzkörpers in die Kochplatte für den Anschluss eines Erdungsleiters dienen. Das beim Pressen feuchte, faserige Wärmedämm-Material der FR-A-2 425 786 zeigt unter der Einwirkung des Pressenstempels jedoch nicht das einleitend geschilderte Verhalten des im Rahmen der Erfindung verwendeten Wärmedämm-Materials. Weiterhin wird das Wärmedämm-Material nach der Verdichtung aus der Pressenform entnommen und als Einsatzkörper in die Aufnahmeschale eingelegt, und nicht etwa unmittelbar in der Aufnahmeschale zum dortigen Verbleib verpresst. Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsformen näher erläutert.From FR-A-2425786 it is known to mechanically reinforce a thermal insulation layer of low mechanical strength for the thermal insulation of the heating coil of an electrically heated hotplate, so that mechanical damage is avoided. For this, however, the thermal insulation layer is prefabricated as an insert and mechanically reinforced by means of a metal mesh on the edge. The metal braid is used in the mold during the prefabrication of the insert body to create drainage channels for the drainage of the liquid released when pressing the damp insulation material there and can be used to connect an earthing conductor after installing the insert body in the hotplate. The damp, fibrous thermal insulation material of FR-A-2 425 786 does not show the behavior of the thermal insulation material used in the context of the invention under the influence of the press ram. Furthermore, the thermal insulation material is removed from the press mold after compression and inserted as an insert body in the receiving shell, and is not pressed directly into the receiving shell to remain there. The invention is explained in more detail below with the aid of embodiments shown in the drawings.

Es zeigt

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
  • Fig. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführungsform,
  • Fig. 3 eine wiederum andere Ausführungsform in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung und
  • Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung.
It shows
  • 1 shows a cross section through an exemplary embodiment of the device according to the invention,
  • 2 shows a detail of the device according to FIG. 1 in a modified embodiment,
  • 3 shows yet another embodiment in a representation corresponding to FIG. 2 and
  • Fig. 4 shows a further embodiment in a representation corresponding to Fig. 1.

Die in Fig. 1 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 Glaskeramikplatte 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 od. dgl. wie etwa Eindrückungen 6 im Übergangsbereich zwischen der Umfangswand 3 und dem Boden 4 lokal gestört ist.The device for thermal insulation illustrated in FIG. 1 essentially consists of a receiving shell 1 made of metal, in particular aluminum sheet, and thermal insulation material 2, which is on the inside of a peripheral wall 3 of the receiving shell 1 between the bottom 4 thereof and a heat source in the form of a heating winding 5 is arranged. The electrically operated heating winding 5 has electrical connections (not shown in more detail) which are led out of the area of the receiving shell 1 in a suitable manner, which is preferably the area of the peripheral wall 3 in order to allow the floor 4 to be undisturbed in the manner illustrated . The device shown is used for radiant heating of a flat glass ceramic plate to form a hotplate thereon, the glass ceramic plate (not shown in more detail) lying on the upper side of a spacer ring 22 made of bonded ceramic fibers and thus receiving a distance from the upper edge of the peripheral wall 3 of the receiving shell 1 and from the heating winding 5. The peripheral wall 3 of the receiving shell 1 and thus the entire device has a substantially circular shape in plan view, which is only disturbed locally by structural bearing elements or the like, such as indentations 6 in the transition region between the peripheral wall 3 and the bottom 4.

Das Wärmedämm-Material 2 besteht aus einer oberen dickeren Schicht 7 aus hochtemperaturbeständigem Material, etwa mit anorganischem 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-Materialen werden durch die Anmelderin unter der Bezeichnung MINILEIT (eingetragenes Warenzeichen) vertrieben, wobei hinsichtlich Einzelheiten des Materials auf die einschlägigen DE-OSen 2747663, 2748307 oder 2754956 verwiesen wird, auf die insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird. Bevorzugt wird ein Material für die Dämmschicht 9 verwendet, welches aus 30 bis 50 Gew.-0/a pyrogener Kieselsäure, 20 bis 50 Gew.-% Trübungsmittel und 5 bis 15 Gew.-% Aluminiumsilikatfasern besteht, sowie in einem Raumgewicht von 200 bis 400 kg/m3 vorliegt. Ein solches Spezial-Wärmedämm-Material besitzt eine Wärmelelftähigkeit, 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 Glasseidengewebe umgeben. Natürlich aber wäre es wirtschaftlicher, anstelle einer vorherigen Herstellung einer Platte mit Glasseidengewebeumhüllung 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 Stützfunktion zur Sicherung der mechanischen Integrität dieser Pressschicht übernimmt, aus der dann die Dämmschicht 9 besteht.The thermal insulation material 2 consists of an upper, thicker layer 7 made of high-temperature-resistant material, for example aluminum silicate bonded with inorganic adhesive, which receives the heating winding 5 in bearing recesses 8. On the side of the layer 7 opposite the heating winding 5, an insulating layer 9 is provided, which lies against the bottom 4 of the receiving shell 1 and consists of fine-pored silica airgel. This material is known per se and, in addition to the silica airgel, generally has a mineral fiber reinforcement and / or an opacifying agent; Such highly effective thermal insulation materials are sold by the applicant under the name MINILEIT (registered trademark), reference being made to the relevant DE-OSes 2747663, 2748307 or 2754956 for details of the material, to which reference is expressly made in this regard. A material for the insulating layer 9 is preferably used, which consists of 30 to 50% by weight of pyrogenic silica, 20 to 50% by weight of opacifying agent and 5 to 15% by weight of aluminum silicate fibers, and in a density of 200 to 400 kg / m 3 is present. Such a special thermal insulation material has a thermal conductivity which is lower than that of still air and, moreover, is only slightly temperature-dependent. However, the sheets made of such material, which are pressed from powdery raw materials, are not mechanically resistant and difficult to manufacture. For this reason, panels made from this material are usually surrounded by a solid glass silk fabric during manufacture. Of course, it would be more economical to press the powdered material directly against the bottom 4 of the receiving shell 1 and press it there, so that the receiving shell 1, instead of previously producing a plate with a glass silk fabric covering and subsequently cutting the plate according to the shape of the bottom 4 of the receiving shell 1 assumes the supporting function for ensuring the mechanical integrity of this press layer, from which the insulation layer 9 then consists.

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, dadurch 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 deswegen 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.If the material of the insulating layer 9 is pressed directly against the bottom 4 of the receiving shell 1 by a press ram arranged at the location of the layer 7 in the course of production, then a partially elastic compression of the material of the insulating layer 9 takes place, with the formation of an all-round pressure state as in a fluid. The stress components acting perpendicular to the floor 4 lead to a certain, non-harmful springback when the pressure is relieved by the press ram, with a slight increase in the thickness of the insulation layer 9; however, the components of the stresses acting parallel to the floor 4 cannot lead to a corresponding enlargement of the diameter of the insulation layer 9, since the peripheral wall 3 of the receiving shell 1 clamps in this direction. These tensions are therefore also present in the insulation layer 9 after relief from the press ram and, if no special countermeasures are taken, are reduced by the insulation layer 9 arching up in the central region and lifting off from the bottom 4 with its underside. As a result, the underside of the insulation layer 9 forms a flat dome above the floor 4, which easily collapses under pressure from the side facing away from the floor 4. Such a pressure load is inevitable, however, because at this point of the insulation layer 9, the layer 7 with the heating winding 5 must be arranged, under whose load, quite apart from any vibrations occurring, etc., the arched insulation layer 9, at least in the middle, dissolving the press bond The area collapses, so that the thermal insulation properties of the insulation layer 9, which are only exceptionally good in the press bond, drop sharply.

Daher ist die Dämmschicht 9 in der einleitend näher erläuterten Weise wenigstens an ihrer Oberseite, welche die beim Pressen entstandene Produktionshaut 10 aufweist, konkav ausgebildet, was in Fig. 1 durch den sich einstellenden kleinen Spalt zum planen Boden der als Einsatzkörper ausgebildeten Schicht 7 sichtbar ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann auch der Boden 4 der Aufnahmeschale 1 konvex, also gleichsinnig mit der Produktionshaut 10 vom Bereich der Heizwicklung 5 weg ausgebildet sein, und kann alternativ oder zusätzlich Mittel zum Festhalten des Materials im unteren Bereich der Dämmschicht 9 aufweisen, die zumindest beim Verpressen wirksam werden. Hierzu können etwa bei 11 angedeutete Perforationen mit einem zur Innenseite des Bodens 4 weisenden Bearbeitungsgrat 12 vorgesehen sein, wobei die Lochzahl der Perforation den Umständen entsprechend weitgehend frei gewählt werden kann. Die Lochanordnung der Perforation kann entweder gleichförmig über dem Boden 4 verteilt oder aber in dem Mittelbereich bzw. in dem Bereich, in dem eine Aufwölbung am ehesten zu befürchten ist, konzentriert sein. Dieser Bereich der möglichen Aufwölbung ist in der veranschaulichten Ausführungsform zwar der Mittelbereich, jedoch wäre es auch denkbar, etwa zur Durchleitung von elektrischen Leitungen zur Heizwicklung 5 hin einen zentralen Sockel im Bodenbereich vorzusehen, der eine mittige Abstützung gegen die Stauchspannungen in der Dämmschicht 9 bilden würde, so dass sich eine entsprechende Wölbung in einem Ringbereich zwischen dem Sockel und der Umfangswand 3 einstellen würde.Therefore, the insulating layer 9 is concave in the manner explained in the introduction, at least on its upper side, which has the production skin 10 formed during the pressing, which is visible in FIG. 1 due to the small gap that is formed towards the flat bottom of the layer 7 designed as an insert body . In addition or as an alternative to this, the bottom 4 of the receiving shell 1 can also be convex, that is to say in the same direction as the production skin 10 away from the area of the heating winding 5, and can alternatively or additionally have means for holding the material in the lower area of the insulating layer 9, which at least during Pressing take effect. For this purpose, perforations indicated at 11 can be provided with a machining ridge 12 pointing towards the inside of the base 4, the number of holes in the perforation being largely freely selectable according to the circumstances. The perforation of the perforation can either be uniformly distributed over the bottom 4 or concentrated in the central area or in the area in which a bulge is most likely to be feared. In the illustrated embodiment, this area of possible bulging is the middle area, but it would also be conceivable to provide a central base in the bottom area, for example for the passage of electrical lines to the heating winding 5, which would form a central support against the compressive stresses in the insulation layer 9 , so that a corresponding curvature would occur in an annular area between the base and the peripheral wall 3.

Unter ähnlichen Gesichtspunkten der Verteilung können weiterhin Sicken vorgesehen sein, wie dies bei 13 angedeutet ist. Die Anordnung und Ausbildung derartiger Sicken 1'3 kann ebenfalls den Bedürfnissen des Einzelfalles entsprechend weitgehend frei gewählt werden, wobei kurze oder punktähnliche Sicken ebenso in Frage kommen wie etwa ringförmige Sicken konzentrisch zur Spannungsverteilung in der Dämmschicht 9. Allerdings sollten die Sicken 13 nicht zu flach ausgebildet werden, sondern wenigstens an der zur mit 14 bezeichneten Mittelachse der Vorrichtung hin liegenden Seite einen steilen Wandabschnitt aufweisen, wie er bei 15 veranschaulicht ist, damit das Material der Dämmschicht 9 sich bei einer Rückfederung nach Entlastung durch den Pressdruck in Richtung der Achse 14 dort, ohne abzugleiten, verkrallen kann.Beading can also be provided from a similar point of view of the distribution, as indicated at 13. The arrangement and design of such beads 1'3 can also largely be freely chosen according to the needs of the individual case, short or dot-like beads also being possible, such as annular beads concentric with the stress distribution in the insulation layer 9. However, the beads 13 should not be too flat be formed, but have at least on the side facing the central axis 14 of the device, a steep wall section, as illustrated at 15, so that the material of the insulation layer 9 is there in a springback after relief by the pressure in the direction of the axis 14 without clawing.

Abgesehen von derartigen konstruktiven Massnahmen kann zur Ermöglichung einer Verklammerung oder Verkrallung auch vorgesehen sein, dass eine geeignete Aufrauhung an der Innenseite des Bodens 4 erfolgt. Unter Aufrauhung in diesem Zusammenhang ist jegliche Art einer Riffelung, Rillung usw., ob regelmässig oder unregelmässig, zu verstehen, also die Schaffung auch kleinster lokaler Oberflächenbereiche, an denen eine Verkrallung oder Verklammerung des Materials der Dämmschicht 9 erfolgen kann.In addition to such constructive measures, it can also be provided that a suitable roughening takes place on the inside of the base 4 in order to enable clipping or clawing. Roughening in this context is to be understood to mean any type of corrugation, creasing, etc., whether regular or irregular, that is to say the creation of even the smallest local surface areas on which the material of the insulating layer 9 can be clawed or clipped.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht ist, kann auch zwischen der Innenseite des Bodens 4 der Aufnahmeschale 1 und der Unterseite der Dämmschicht 9 eine Haftmittelschicht 19 angeordnet werden, welche ein Abheben der Dämmschicht 9 in ihrem Mittelbereich verhindert. Dabei kann die Haftmittelschicht 19 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 Aluminiumsilikat.As illustrated in FIG. 4, an adhesive layer 19 can also be arranged between the inside of the bottom 4 of the receiving shell 1 and the underside of the insulation layer 9, which prevents the insulation layer 9 from lifting off in its central region. The adhesive layer 19 can be formed by an adhesive in the manner explained in the introduction, either an organic or an inorganic adhesive. A heat-resistant adhesive, particularly based on aluminum silicate in particular, is recommended, especially if heat is to be feared, for example, from the outside of the floor 4 or, despite thermal insulation provided by the insulation layer 9 in the area of the floor 4.

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 dieses 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 Auftrags an Klebstoffmenge ergibt sich überhaupt keine Störung des Press- und Produktionsvorganges durch den vor dem Verpressen eingebrachten Klebstoff.Surprisingly, the layer thickness of the adhesive can be kept as low as is technically practicable. Even the smallest amounts of adhesive penetrate sufficiently between the lowermost particles of the material of the insulation layer 9, since this is highly hygroscopic. In the finished state, the lowermost particles of the insulation layer 9 can lie through the adhesive on the surface of the bottom 4 of the receiving shell 1, that is to say completely penetrate the applied adhesive layer. As a result of this small amount of adhesive, there is absolutely no disruption to the pressing and production process due to the adhesive introduced before the pressing.

Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 4 ist die Dämmschicht 9 im wesentlichen flächig ausgebildet und in einer etwa 5 mm hohen Schicht gegen den Boden 4 der Aufnahmeschale 1 verpresst. Die Schicht 7 aus hochtemperaturbeständigem Material dient dabei zur Abschirmung der extrem hohen Temperatur der Heizwicklung 5 von beispielsweise 1100° C gegenüber dem erläuterten Material der Dämmschicht 9, welches vor einem Temperatureinfall oberhalb von etwa 800° C geschützt werden soll. Über die Höhe der Schicht 7 erfolgt daher der Temperaturabfall bis auf einen Bereich von etwa 800° C, was in Anbetracht der Wärmedämmeigenschaften des gewählten Materiales der Schicht 7 zu einer entsprechenden, zu wählenden Mindesthöhe für die Schicht 7 führt. Die Wärmedämmeigenschaften des Materials der Dämmschicht 9 sind demgegenüber erheblich besser, so dass dort ein weiterer Temperaturabfall von 800° C an der Oberseite im Bereich der Produktionshaut 10 auf sehr geringe Temperatur im Bereich des Bodens 4 erfolgt. Im Regelfall genügt eine Dicke von etwa 5 mm für die Dämmschicht 9, um den gewünschten steilen weiteren Temperaturabfall zu erzielen.In the embodiment according to FIGS. 1 and 4, the insulation layer 9 is essentially flat and is pressed in an approximately 5 mm high layer against the bottom 4 of the receiving shell 1. The layer 7 made of high-temperature-resistant material serves to shield the extremely high temperature of the heating winding 5, for example 1100 ° C., from the explained material of the insulation layer 9, which is to be protected from a temperature drop above approximately 800 ° C. The temperature drop over the height of the layer 7 therefore takes place to a range of approximately 800 ° C., which, in view of the thermal insulation properties of the selected material of the layer 7, leads to a corresponding minimum height to be selected for the layer 7. In contrast, the thermal insulation properties of the material of the insulation layer 9 are considerably better, so that there is a further temperature drop of 800 ° C. at the top in the area of the production skin 10 to a very low temperature in the area of the floor 4. As a rule, a thickness of about 5 mm is sufficient for the insulation layer 9 in order to achieve the desired steep further temperature drop.

Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 4 sind allerdings die Umfangswände 3 lediglich durch das Material der Schicht 7 abgeschirmt, so dass dort eine Aufheizung auf Temperaturen erfolgen kann, die mit Rücksicht auf die unterschiedlichen Wärmeeinfallsverhältnisse sowie gegebenenfalls höhere Materialdicke zwar geringer ist als die Temperatur im Bereich der Produktionshaut 10 der Dämmschicht 9, jedoch noch sehr hoch liegt. Dadurch kann es zweckmässig sein, auch die Umfangswände 3 vor einer zu starken Aufheizung durch das spezielle Wärmedämm-Material der Dämmschicht 9 zu schützen.In the embodiment according to FIGS. 1 and 4, however, the peripheral walls 3 are only shielded by the material of the layer 7, so that they can be heated to temperatures which are lower than that in consideration of the different heat incidence conditions and possibly higher material thickness Temperature in the area of the production skin 10 of the insulation layer 9, but is still very high. As a result, it can be expedient to also protect the peripheral walls 3 from overheating by the special thermal insulation material of the insulating layer 9.

Hierzu ist in der Ausführungsform gemäss Fig. 2 vorgesehen, dass an der Aussenseite des mit 16 bezeichneten Umfangsrandes des Einsatzkörpers, der die Schicht 7 bildet, ein Rand 17 aus dem Material der Dämmschicht 9 an der Innenseite der Umfangswand 3 hochgezogen ist, und zwar zumindest etwa bis zur Ebene der Heizwicklung 5, um eine Aufheizung an dieser Stelle durch seitliche Abstrahlung der Heizwicklung zu begrenzen. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist der Rand 17 einstückig mit dem die Dämmschicht 9 bildenden Presskörper ausgebildet und wird zusammen mit der Dämmschicht 9 verpresst. Hierzu ist die Innenseite 18 des Randes 17 konisch mit sich nach oben erweiternder Ausbildung vorgesehen, um den Pressenstempel, der selbstverständlich in seinem Seitenbereich eine entsprechende Form aufweist, sauber eintauchen und ausfahren zu lassen, sowie um eine saubere Montage des die Schicht 7 bildenden Einsatzkörpers zu ermöglichen. Im Falle der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist ein gesonderter Ring aus Pressmaterial zur Bildung eines separaten Randes 17a vorgesehen, der im Anschluss an den Pressvorgang für die Dämmschicht 9 in die Aufnahmeschale 1 eingesetzt wird. Hierdurch wird jegliche Behinderung des Pressvorganges im Bereich der bodenseitigen Dämmschicht 9 durch die gleichzeitige Verpsessung des Materials des Randes 17 vermieden. Die Innenseite 18 des durch den separaten Ring gebildeten Randes 17a kann ebenfalls konisch ausgebildet sein, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert ist.For this purpose, in the embodiment according to FIG. 2 it is provided that on the outside of the peripheral edge of the insert body, which is designated as 16, which forms the layer 7, an edge 17 made of the material of the insulating layer 9 is drawn up on the inside of the peripheral wall 3, at least about to the level of the heating winding 5 in order to limit heating at this point by lateral radiation of the heating winding. In the embodiment according to FIG. 2, the edge 17 is formed in one piece with the pressing body forming the insulating layer 9 and is pressed together with the insulating layer 9. For this purpose, the inside 18 of the edge 17 is provided conically with an upwardly widening configuration in order to allow the press ram, which of course has a corresponding shape in its side area, to be immersed and extended as well as for a clean assembly of the insert body forming the layer 7 enable. In the case of the embodiment according to FIG. 3, a separate ring made of press material is provided to form a separate edge 17a, which is inserted into the receiving shell 1 for the insulation layer 9 after the pressing process. This avoids any hindrance to the pressing process in the area of the bottom insulation layer 9 due to the simultaneous encapsulation of the material of the edge 17. The inside 18 of the edge 17a formed by the separate ring can also be conical, as explained in connection with FIG. 2.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung keineswegs auf die dargestellte Ausführungsform sowie auf die Verwendung im Zusammenhang mit der Lagerung einer Heizwicklung 5 für eine strahlungsbeheizte Kochplatte beschränkt. Vielmehr ist die Erfindung grundsätzlich stets dann anwendbar, wenn ein dem Material der Dämmschicht 9 entsprechendes Material auf der Basis von in der Flammenpyrolyse gewonnenen Oxidaerogelen zur Bildung einer Wärmedämmvorrichtung gegen den Boden einer irgendwie geformten Aufnahmeschale gepresst werden soll, so dass die Gefahr besteht, dass das Material der Dämmschicht 9 nach Druckentlastung durch den Pressenstempel zurückfedert und eine mechanisch sehr wenig widerstandsfähige Kuppel bildet. Auch ist natürlich nicht erforderlich, dass die Wärmequelle wie etwa eine Heizwicklung 5 ebenfalls im Innenbereich der Aufnahmeschale angeordnet ist und sich gegen die Dämmschicht 9 abstützt. So ist die Erfindung beispielsweise auch anwendbar zur Einbringung eines entsprechenden Wärmedämm-Materials in Aufnahmeschalen zur Bildung von Wärmedämmkassetten, die etwa zur Wärmedämmung im Kraftwerksbereich eingesetzt werden können. Das als Ausführungsbeispiel erläuterte Einpressen der Dämmschicht 9 in Aufnahmeschalen 1 zur Lagerung von elektrischen Heizwendeln 5 für strahlungsbeheizte Kochplatten stellt jedoch einen typischen Anwendungsfall dar, bei dem die Vorteile der Erfindung besonders augenfällig zur Geltung kommen.As the above description shows, the invention is in no way limited to the embodiment shown and to the use in connection with the mounting of a heating coil 5 for a radiant-heated hotplate. Rather, the invention is fundamentally applicable whenever a material corresponding to the material of the insulating layer 9 is to be pressed against the bottom of a somehow shaped receiving shell on the basis of oxide aerogels obtained in flame pyrolysis to form a thermal insulation device, so that there is a risk that this The material of the insulation layer 9 springs back after the pressure has been released by the press ram and forms a dome that is mechanically very resistant. It is of course also not necessary that the heat source, such as a heating coil 5, is also arranged in the interior of the receiving shell and is supported against the insulation layer 9. For example, the invention can also be used for introducing a corresponding thermal insulation material into receptacle shells to form thermal insulation cassettes, which can be used, for example, for thermal insulation in the power plant sector. However, the pressing of the insulation layer 9 into holding shells 1 for the storage of electric heating coils 5 for radiation-heated hot plates, which is explained as an exemplary embodiment, is typical Use case, in which the advantages of the invention are particularly evident.

Claims (21)

  1. '1. Apparatus for heat insulation of a heat source (5), especially of the electric heater coil for a a radiant hot plate for a cooker, having a containing dish (1) for a heat insulating material (2) located between the heat source and the base (4) of the containing dish, which comprises at least an insulating layer (9) adjacent the base comprising a microporous oxide aerogel formed by flame pyrolysis, especially silicic acid aerogel, with, if desired, mineral fibre reinforcement and/ or filler, which is pressed directly into the dish and compressed there, characterised in that the insulating layer (9) has, on its side facing away from the base (4), a concave - as seen from the heat source - surface (fused surface layer 10) and/or that the base (4) of the dish (1) - seen from below - is convex and/or that the inner face of the base (4) of the dish (1) has securing means for the material of the insulating layer (9), to such an extent that the insulating layer (9) can in no circumstances bow upwardly after release of the pressure of the press member that presses in the material.
  2. 2. Apparatus according to claim 1, characterised in that for securing the material of the insulating layer (9) on the inner face of the base (4) of the dish (1), means are provided for keying to the material of the insulating layer (9).
  3. 3. Apparatus according to claim 2, characterised in that the base (4) is roughened.
  4. 4. Apparatus according to claim 2 or claim 3, characterised in that the base (4) has notches (13).
  5. 5. Apparatus according to any of claims 2 to 4, characterised in that the base (4) has perforations (11).
  6. 6. Apparatus according to claim 5, characterised in that the perforations (11) have burrs (12) on the inner face of the base (4).
  7. 7. Apparatus according to claim 1, characterised in that the securing means are formed by an adhesive layer (19) between the base (4) and the insulating layer (9).
  8. 8. Apparatus according to claim 7, characterised by an adhesive in the form of a heat resistant adhesive.
  9. 9. Apparatus according to claim 8, characterised by an organic adhesive, especially one starch-based.
  10. 10. Apparatus according to claim 8, characterised by an inorganic adhesive, especially one water glass- or aluminium silicate-based.
  11. 11. Apparatus according to any one of claim 7 to 10, characterised in that the adhesive layer (19) is as thin as practicable, especially thinner than 0.5 to 1 mm.
  12. 12. Apparatus according to claim 11, characterised in that at least a proportion of particles of the insulating layer (9) are in contact with the upper face of the base (4) of the dish (1) penetrating through the adhesive.
  13. 13. Apparatus according to any one of claim 1 to 12, characterised in that the thickness of the insulating layer (9) is at least about 3 mm and at most about 10 mm.
  14. 14. Apparatus according to claim 13, characterised in that the thickness of the insulating layer (9) is about 5 mm.
  15. 15. Apparatus according to any one of claims 1 to 14, characterised in that a layer (7) of material resistant to high temperatures, prefereably formed as an insert, is arranged above the insulating layer (9).
  16. 16. Apparatus according to claim 15, characterised in that the high temperature resistant material is a ceramic fibre material, especially one based on aluminium silicate.
  17. 17. Apparatus according to claim 15 or 16, characterised in that the layer (7) has a rim (16) laterally surrounding the plane of the heat source (heater coil 5).
  18. 18. Apparatus according to any one of claims 1 to 17, characterised in that the insulating layer (9) has a rim (17, 17a) lying against the rim (3) of the dish (1), extending at least into the plane of the heat source (heater coil 5).
  19. 19. Apparatus according to claim 18, characterised in that the rim (17) is formed as an integral pressing with the insulating layer (9).
  20. 20. Apparatus according to claim 18, characterised in that the rim (17a) is formed as a separate ring.
  21. 21. Apparatus according to claim 20, characterised in that the rim (17a) is formed as a separate pressing against the rim (3) of the dish (1).
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