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Die Erfindung betrifft eine Abschirmeinrichtung, insbesondere eine Wärmeabschirmeinrichtung für großflächige Wärmequellen wie z.B. einem Schiffsdieselmotor.
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Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, großflächige Wärmequellen mit Abschirmeinrichtungen zu umgeben, um bereits deren nähere Umgebung vor übermäßiger Wärmeeinwirkung zu schützen. Aufgrund der unmittelbaren Gegenwart von Treib- und Schmierstoffen hat dieser Schutz bei leistungsstarken Verbrennungskraftmaschinen besondere Bedeutung, also z.B. in PKW, LKW, Baumaschinen, Lokomotiven oder Schiffen.
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Vor dem Hintergrund der Erkenntnis, dass Brände im Maschinenraum die Hauptursache für Unfälle auf See darstellen, stellen die international gültigen Sicherheitsrichtlinien SOLAS, die Abkürzung steht für International Convention for the Safety of Life at Sea bzw. Internationales Übereinkommen zum Schutz des menschlichen Lebens auf See und ist eine UN-Konvention zur Schiffssicherheit, besondere Anforderung zur thermischen Dämmung für Schiffsantriebe als Maßnahme zur Gefahrenminderung. Dementsprechend sind die auf modernen Schiffen eingesetzten Schiffsdieselmotor regelmäßig zur thermischen Dämmung voll gekapselt, um auch im Fall einer Leckage an einer Brennstoffleitung oder eines hydraulischen Aggregates möglichst keinen Brand auslösen zu können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Abschirmeinrichtung an bzw. in einer nahezu hermetisch abgeschlossenen Abschirmung einer großen Wärmequelle, insbesondere eines großen Schiffsdieselmotors, zu schaffen, deren Montage und Demontage selbst unter der erschwerten Bedingung eines sich bewegenden Objekts, wie z.B. eines rollenden oder schlingernden Schiffs schnell, einfach und sicher durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass eine Abschirmeinrichtung, insbesondere Wärmeabschirmeinrichtung mit einer Dämmlage, welche in einer metallischen Ummantelung angeordnet ist und die Dämmlage zusammen mit der Ummantelung eine Montageinheit nach Art einer Dämmkassette bilden, wobei zumindest eine Montageeinheit auswechselbar auf einer Trägerlage über mindestens einen Schnellverschluss befestigt ist und die Trägerlage zur Befestigung an einer Wärmequelle ausgebildet ist und dieser im bestimmungsgemäßen Gebrauch zugewandt ist. Der kompakte, einteilige Aufbau nach Art einer Dämmkassette erlaubt zusammen mit einer Fixierung über mindestens einen Schnellverschluss ein einfaches Lösen und auch wieder Anbringen einer Wärmeabschirmeinrichtung an einer Außenhülle einer Wärmequelle auch unter den widrigen Bedingungen z.B. eines sich bewegenden Schiffskörpers.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Demnach ist eine Vielzahl von Dämmkassetten kachelartig auf der Trägerlage verteilt angeordnet, wobei ein Trägerblech als Trägerlage dient. Eine definierte Trägerlage erhöht die Übersicht an einer i.d.R. großflächigen thermischen Dämmung einer Maschine und bietet standardisierte Gegebenheiten zur Aufnahme und Fixierung einer jeweiligen Dämmkassette über einer Wärmequelle und dieser zugewandt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Dämmkassetten stegförmige Laschen auf, die mit Einführschlitzen einer Kassettenaufnahme am Trägerblech kommunizieren, sodass Dämmkassetten in einer Richtung parallel zur Ebene der Trägerlage in die Einführschlitze einführbar sind. Damit ist eine wesentliche Vereinfachung in der Handhabung der Kassetten erreicht.
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Ferner sind vorteilhafter Weise die Einführschlitze und die Steg-artig ausgebildeten Laschen als Schnellverschlüsse nach Art eines linearen Bajonettverschlusses ausgebildet. Ein derartiger Verschluss ist in der Herstellung und Anwendung sehr einfach und zuverlässig sowie fehlertolerant. Vorzugsweise ist auf dieser Basis vorgesehen, dass die Dämmkassetten einzeln auswechselbar sind.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dämmschicht ein Vlies, insbesondere ein Glasfaser-, Kohlefaser-Vlies. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dämmschicht an ihrer Außenseite kissenartig durch eine geschlossene Vlies- und/oder Gewebe-Schicht umgeben. Hierdurch wird zum einen einem Ausfransen des Vliesmaterials effektiv entgegen gewirkt, zum andern wird das für die Wärmedämmung vorgesehene Material dadurch noch besser vor Verschmutzung geschützt.
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Die Ummantelung der Dämmschicht ist vorzugsweise wannenförmig ausgebildet und wird insbesondere aus einem einzigen ebenen Blech ausschließlich mittels Abkantungen hergestellt. Damit kann auf eine Herstellung spezieller Werkzeuge für eine Fertigung derartiger Metallteile weitgehend verzichtet werden, wobei eine sichere und auch dauerhafte Halterung für ein jeweiliges Vlies bereitgestellt ist.
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Die Dämmlage einer Dämmkassette ist vorzugsweise auswechselbar, sodass die Ummantelung nach dem Ersatz der Dämmlage wieder verwendbar ist.
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Das Trägerblech ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens doppelt so dick wie das Blech, aus dem die Ummantelung gefertigt ist. Als Material wird für die vorstehend genannten Blechbauteile einheitlich ein rostfreier Stahl bevorzugt.
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Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:
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1: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Dämmkassette in einer Einbaulage in Blickrichtung von einem Schiffsdieselantrieb als Wärmequelle zu einer Außenhülle hin;
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2: ein Ausschnitt einer seitlichen Schnittdarstellung in einer Ebene A-A von 1;
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3: eine Draufsicht auf das Trägerblech bei demontierten Zylinder-Auslässen;
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4: eine perspektivische Ansicht zu der Abbildung von 3;
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5a und 5b: eine Draufsicht auf eine Einbausituation einer Dämmkassette zur Veranschaulichung der Funktion des Schnellverschlusses;
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6: eine Draufsicht auf eine Dämmkassette mit durch ein Vlies umfasster und stirnseitig aus der Dämmkassette vorstehender Dämmung und
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7: eine Draufsicht auf eine Abwicklung einer Ummantelung einer Dämmkassette mit angedeuteten Biegelinien.
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Über die verschiedenen Abbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung hinweg werden für gleiche Elemente stets die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Die Abbildung von 1 zeigt einen Ausschnitt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Abschirmeinrichtung 1, die in einer Einbaulage über einer Wärmequelle an einer Außenhülle als zusätzlicher thermischer Widerstand zur Minderung von Wärmeabstrahlung angeordnet ist. Die Abschirmeinrichtung 1 ist in Form einer Dämmkassette 2 zwischen Zylinder-Auslässen 3 eines V-förmig aufgebauten Schiffs-Diesels als Wärmequelle fixiert. Diese Fixierung der Dämmkassette 2 erfolgt über zwei parallel zueinander an Längsseiten 4 der Dämmkassette 2 verlaufende Schnellverschlüsse 5, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird.
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In einer seitlichen Schnittdarstellung der Ebene A-A von 1 ist in 2 ein innerer Aufbau der Dämmkassette 2 sowie der Schnellverschlüsse 5 erkennbar. Demnach ist ein Trägerblech 6 als Teil der Außenhülle vorgesehen, das Kassettenaufnahmen 7 trägt. Eine Kassettenaufnahme 7 umfasst ein Distanzblech 8 und ein Laschenblech 9. Zwischen dem Trägerblech 6 und dem Laschenblech 9 liegen während des Einsatzes Laschen 10, die an den Längsseiten 4 der Dämmkassette 2 angeordnet sind.
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Die Schnittdarstellung zeigt den inneren Aufbau der Dämmkassette 2 in einer Einbaulage. Nach dem Sandwichprinzip umfasst die Dämmkassette 2 eine metallische Ummantelung als der Wärmequelle zugewandte Innenlage 11, eine durch das Trägerblech 6 gebildete Außenlage sowie mittig eine Isolierschicht 12 bzw. Dämmlage aufweist. Die Innenlage 11 bzw. innere Ummantelung besteht aus ca. 0,5 mm dickem Stahlblech, die Außenlage bzw. Trägerblech 7 aus etwa 1,5 mm starkem Stahlblech. Als Material wird hier Edelstahl der Werkstoffnummer 1.4301 verwendet, veraltet auch als V2A bezeichnet, also ein bekannter und verbreitet eingesetzter nichtrostender austenitischer Stahl. Als Isolierschicht 12 bzw. Dämmlage ist ein Vlies aus Glasfaser oder Kohlefaser eine Dicht von ca. 200 kg/m3 vorgesehen, das außen kissenartig von einer geschlossenen Vlies- und/oder Gewebe-Schicht umgeben ist. Die Isolierschicht 12 weist eine Dicke von ca. 20 mm auf, die in der metallischen Ummantelung aus Innenlage 11 und Außenlage 13b im Einsatz auf etwa 18 mm zusammengedrückt wird. An Längsseiten 4 der Dämmkassette 2 jenseits der Isolierschicht 12 läuft die Innenlage 11 in die Laschenbleche 10 aus.
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Die Abbildung von 3 zeigt die Anordnung von 1 in einer Draufsicht bei demontierten Zylinder-Auslässen 3. 4 ist eine perspektivische Ansicht zu der Abbildung von 3 und deutet eine Fortsetzung des Trägerblechs 6 jenseits der Zylinder-Auslässe 3 mit einer weiteren am Trägerblech 6 fixierten Dämmkassette 2 an. Es ist also eine Vielzahl von Dämmkassetten 2 als Wärmedämmung kachelartig auf einem Trägerblech 6 als Trägerlage über der Wärmequelle verteilt angeordnet, wobei die Dämmkassetten 2 aufgrund ihrer speziellen Fixierung auf dem Trägerblech 6 einzeln entnehmbar oder auswechselbar sind.
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Die Art der Fixierung wird nun anhand der Abbildungen der 5a und 5b im Detail beschrieben. In einer Draufsicht auf eine Einbausituation einer Dämmkassette 2 ist die Ausformung der Laschen 10 an den Längsseiten 4 der Dämmkassette 2 zu erkennen. Hier bilden Schweißpunkte 13 eine dauerhafte Verbindung der Kassettenaufnahme 7 mit dem Trägerblech 6. Genau genommen bilden Schweißpunkte 13 hier eine Fixierung des Distanzblechs 8 am Trägerblech 6. Ferner sind Schweißpunkte 13 zur Verbindung des Distanzblechs 8 mit dem Laschenblech 9 vorgesehen. Die Kassettenaufnahme 7 bildet so einen Einführschlitz für die Dämmkassette 2 am Trägerblech 6.
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Die Dämmkassette 2 wird gemäß 5a also zwischen den Kassettenaufnahmen 8 derart auf das Trägerblech 6 gelegt, dass Ohren 14 mit Spiel in entsprechende Ausnehmungen bzw. Lücken 15 an den Laschenblechen 9 eingreifen. Anschließend kann die Dämmkassette 2 um eine Wegstrecke ∆z linear in Richtung des eingezeichneten Pfeils so verschoben werden, dass die Ohren 14 der Laschen 10 der Dämmkassette 2 durch das jeweilige Laschenblech 9 des Schnellverschlusses 5 überdeckt liegen.
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Ein Anschlag 16 an den Laschen 10 der Dämmkassette 2 dient in Anlage mit dem Distanzblech 9 als Wegbegrenzung beim Einschieben der Dämmkassette 2 in die Kassettenaufnahme 7. Das Eigengewicht der Dämmkassette 2 sowie die Reibung innerhalb des so gebildeten und werkzeuglos betätigbaren Schnellverschlusses nach Art eines linearen Bajonett-Verschlusses garantieren auch unter Erschütterungen ein Verharren der Dämmkassette 2 über in einer Stellung, wie sie in der Abbildung von 5b skizziert ist. Die Lage der Laschen 10 der Dämmkassette 2 in der Kassettenaufnahme 7 wird in 5b auf der linken Seite dadurch verdeutlicht, dass hier das Laschenblech 9 fortgelassen worden ist, während auf der rechten Seite der Aufbau der Kassettenaufnahme 7 mit dem Laschenblech 9 vollständig ist. Dieser Aufbau garantiert insgesamt ein schnelles Entnehmen und/oder Auswechseln einer einzelnen Dämmkassette 2 ohne jeden Werkzeugeinsatz.
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Die Führung der Dämmkassette 2 in der Kassettenaufnahme 7 erfolgt linear. Damit ist es auch möglich, dass nur einseitig ein Anschlag 16 im Bereich der Laschen 10 an der Dämmkassette 2 vorgesehen ist, um einen definierten Endanschlag zu schaffen, siehe 5b.
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6 stellt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Dämmkassette 2 dar. Hier ist die Isolierschicht 12 durch die Innenlage 11 und nicht sichtbare Außenlage 13b als metallische Ummantelung 12 umfasst, die Dämmung steht aber stirnseitig deutlich vor und überdeckt damit gegen Wärmestrahlung schützend auch Bereiche, die durch die Innenlage 11 der Dämmkassette 2 nicht überdeckt sind. Die Innenlage 11 umfasst die Isolierschicht 12 hier also mehr nach Art einer Klammer. Die thermisch dämmende Isolierschicht 12 ist an ihrer Außenseite u.a. zum Schutz gegen Ausfransen kissenartig durch eine geschlossene Vlies- und/oder Gewebe-Schicht umgeben.
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7 zeigt eine Draufsicht auf eine Abwicklung einer Innenlage 11 der Ummantelung der Dämmkassette 2 mit angedeuteten Biegelinien. Anhand dieser Skizze wird deutlich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung nur Biege- oder Stanzbiegeteile aus Blech eingesetzt werden. Gemäß der Skizze von 7 verlaufen die Biegekanten 17 lineare Kanten i.d.R. parallel zueinander, was eine große Erleichterung in der Fertigung darstellt. Insbesondere werden in der Fertigung keine Formwerkzeuge benötigt. Alle die vorstehend beschriebenen Bestandteile können zudem weitgehend ohne Spezialwerkzeuge hergestellt werden und ergeben zusammen eine Abschirmeinrichtung 1, die ebenfalls ohne Werkzeuge geöffnet und geschlossen werden kann. Zudem können mit dem vorstehend mit Varianten beschriebenen Aufbau mindest Wärmequellen 2 in bekannten Temperaturbereichen in erforderlichen Maßen abgeschirmt werden, jedoch auch darüber hinausgehende Temperaturen. Eine erfindungsgemäße Abschirmeinrichtung 1 weist durch ihren Aufbau eine hohe Steifigkeit und eigene Stabilität auf, um auch als dauerhaft stabile Abschirmeinrichtung mit Abmessungen der Isolierschicht 12 von auch mehr als 1560 mm × 820 mm einsetzbar zu sein. Zudem ist die Isolierschicht 12 bei Bedarf austauschbar, wobei die Ummantelung der Isolierschicht 12 mit den Teilen Innenlage 11 und Trägerblech 6 nach einem Austausch der Isolierschicht 12 voll wieder verwendbar sind.
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In einer zeichnerisch nicht weiter dargestellten Ausführungsform einer Abschirmeinrichtung 1 ist eine abgewandelte Dämmkassette 2 in einer Einbaulage an einer Wärmequelle über einer Inspektionsöffnung so angeordnet, dass eine Reparatur-, Wartungs- und/oder Inspektionsöffnung in der Außenhülle durch die Dämmkassette 2 geschlossen ist. Das Trägerblech 6 weist also eine Öffnung auf, die durch eine metallische Außenlage der Dämmkassette 2 verschlossen ist. Verbunden mit der Innenlage 11 wird die Isolierschicht 12 hier nun in der Dämmkassette 2 selbst bereits umschlossen. Das Trägerblech 6 trägt nun z.B. an einer Außenseite angepasste Schnellverschlüsse 5 analog der vorstehenden Darstellung, in die Ohren der Außenlage der Dämmkassette 2 entsprechend der vorstehenden Beschreibung eingreifen, wobei die Innenlage 11 wiederum der Wärmequelle zugewandt fixiert ist.
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Ein Öffnen und Schließen läuft also über eine angepasste Kassettenaufnahme mit entsprechenden Schnellverschlüssen analog der vorstehenden Beschreibung. Wiederum wird weder zum Öffnen mit einer Entnahme der angepassten Dämmkassette, noch zum Schließen ein Werkzeug benötigt. Stabilität und Gewicht einer Dämmkassette 2 sind weiterhin so ausgelegt, dass sie von einem durchschnittlich starken Menschen sicher bewegt und gehalten werden können.
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Auch unter den harten Bedingungen eines Maschinenraums auf einem Hochsee-Schiff können Bauteile der vorstehend beschriebenen Art ohne weitere Schutzausrüstung der Metallteile durch Lackierungen o.ä. Standzeiten von bis zu 30 Jahren erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abschirmeinrichtung
- 2
- Dämmkassette
- 3
- Zylinder-Auslass
- 4
- Längsseite der Dämmkassette 2
- 5
- Schnellverschluss
- 6
- Trägerblech
- 7
- Kassettenaufnahme
- 8
- Distanzblech
- 9
- Laschenblech
- 10
- Lasche an der Dämmkassette 2
- 11
- Innenlage
- 12
- Isolierschicht/Dämmlage (Vlies aus Glasfaser oder Kohlefaser)
- 13
- Schweißpunkt
- 14
- Ohr
- 15
- Lücke
- 16
- Anschlag
- 17
- Biegekanten
- ∆z
- Verschiebeweg der Laschen 10 der Dämmkassette 2 in der Kassettenaufnahme 7
