DE102021119245A1

DE102021119245A1 - Isolationsmodulträger zur Ofenauskleidung

Info

Publication number: DE102021119245A1
Application number: DE102021119245.5A
Authority: DE
Inventors: Stephan Holze
Original assignee: RATH GmbH
Current assignee: RATH GmbH
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2023-01-26
Also published as: EP4124814A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolationsmodulträger (1) zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte (2) mit zumindest einer Befestigungseinrichtung (3) zur Anbringung des Isolationsmodulträgers (1) an einer Ofeninnenwand und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte (2) in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen (4a, 4b) an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn (5a, 5a', 5b, 5b') zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks (6) angebracht ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Isolationsmodul (20) mit einem solchen Isolationsmodulträger (1), eine Ofenisolation (30) umfassend wenigstens zwei solcher Isolationsmodule (20) und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ofenisolation (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolationsmodulträger zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte mit zumindest einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung des Isolationsmodulträgers an einer Ofeninnenwand und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks angebracht ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Isolationsmodul mit einem solchen Isolationsmodulträger, eine Ofenisolation umfassend wenigstens zwei solcher Isolationsmodule und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ofenisolation.
Öfen, die vor allem im Batchbetrieb bei Betriebstemperaturen zwischen 1000 und 1650 °C gefahren werden und somit starken Temperaturwechseln ausgesetzt sind, werden häufig mit Modulen aus Hochtemperaturwollen (HTW) ausgekleidet. Auch Öfen, die keiner hohen Speicherwärme im Wandbereich bedürfen, werden mit denselben isoliert. Diese bestehen typischerweise aus Isolationsmodulträger, an dem die Isolationswerkstoffblocks aus Hochtemperaturwolle befestigt sind. Bei den Hochtemperaturwollen werden prinzipiell drei verschiedene Typen von Hochtemperaturwollen unterschieden, nämlich Erdalkaliwollen (AES), Aluminiumsilikatwollen (ASW) beziehungsweise Keramikfasern (RCF), sowie polykristalline Wollen (PCW).
Die Erdalkaliwollen kommen zumeist bei Temperaturen bis ca 1200 °C, die Aluminiumsilikatwollen und Keramikfasern bis 1300 °C und die polykristallinen Wollen bis zu 1650 °C zum Einsatz. Kombinationen verschiedener Wolltypen sind möglich. So werden z.B. bei Temperaturen um 1400 °C im heißen Bereich PCW und im kalten Bereich ASW eingesetzt. Beim Einsatz der Hochtemperaturwollen werden in der Regel auch die chemischen Atmosphären berücksichtigt.
Als Auskleidung werden sogenannte Blanketstücke aus Hochtemperaturwolle zu Modulen verpresst, um Schwindungen der Materialien durch Kristallisationseffekte zu kompensieren und mit Hilfe von Isolationsmodulträgern an dem Außengehäuse des Ofens montiert. Aus wärmetechnischen und Kostengründen kann vor dem Stahlgehäuse des Ofens auch eine Hinterisolation von einigen Zentimetern Dicke eingesetzt werden. Gängige Materialien sind hier beispielswiese Calciumsilikatplatten.
Die Modultechnik ist seit Mitte der 90'er Jahre weitverbreitet. Die HTW Module haben geringe Wärmeleitfähigkeiten, geringe Wärmekapazitäten und hohe Temperaturwechselbeständigkeiten und können somit zu einer energieeffizienten Fahrweise von Öfen genutzt werden. Allerdings gestaltet sich deren Montage als aufwändig. In der 7 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Isolationsmodulträger abgebildet. Bei diesem System wird der Isolationsmodulträger, auch Anker genannt, separat geliefert und erst auf der Baustelle in das Fasermodul eingesetzt. Die Befestigung des Ankers erfolgt mit Scheibe und Mutter durch Festschrauben an der Ofeninnenwand, was sehr zeitaufwendig ist. Nachteilig bei diesem System ist ferner, dass die typischerweise eingesetzte Hinterdämmung nicht komprimierbar ist und sich so Spalten zwischen der Hinterdämmung und den Modulen bilden können, insbesondere an Decken, wo sich die Module durch ihr Eigengewicht leicht absenken.
Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Systems kann darin gesehen werden, dass eine Anordnung der Module im „Schachbrettsystem“, bei welchem das folgende Modul um 90° gedreht angeordnet wird, ist nicht möglich, sondern nur eine Verlegung „in Linie“. Zudem müssen aufgrund der Art der Anbringung mittels Festschrauben in den Randbereichen sogenannte Schlussmodule gesetzt werden, die sich vom Aufbau her von den auf den Flächen verwendeten Modulen im Aufbau unterscheiden. Es werden also zumindest zwei unterschiedliche Typen von Modulen benötigt, was neben Nachteilen in der Herstellung der Ofenisolierung auch logistische Nachteile mit sich bringt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, einen Isolationsmodulträger bereitzustellen, der sich einfacher montieren lässt. Zudem soll der Isolationsmodulträger die Herstellung von Isolationsmodulen erlauben, mit denen möglichst gut isolierende Ofenisolationen hergestellt werden können, insbesondere solche, bei denen die Module im Schachbrettsystem angeordnet werden können. Vorteilhafterweise erlaubt der erfindungsgemäße Isolationsmodulträger die Herstellung von Isolationsmodulen, die sowohl in den Flächen, als auch in den Randbereichen eingebaut werden können und somit besondere Schlussmodule überflüssig macht. Insbesondere soll das Isolationsmodul mit dem erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger schon vormontiert an der Baustelle angeliefert werden können, sodass eine Vor-Ort-Montage der Isolationsmodule entfällt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Isolationsmodulträger zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte mit zumindest einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung des Isolationsmodulträgers an einer Ofeninnenwand und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks angebracht ist, wobei der Isolationsmodulträger dadurch gekennzeichnet ist, dass die Befestigungseinrichtung über eine Rasteinrichtung verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand befestigbaren Haltebolzen in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann.
Unter einer in im Wesentlichen gleichen Raumrichtung wird vorliegend verstanden, dass die Tragarme parallel zueinander angeordnet sind, wobei Abweichungen von beispielsweise 15° oder weniger, vorzugsweise 10° oder weniger auftreten können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dadurch, dass die Befestigungseinrichtung über eine Rasteinrichtung verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand befestigbaren Haltebolzen in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann, die Montage deutlich zeitsparender erfolgen kann. Es entfällt nicht nur das Verschrauben, sondern es ist für die Montage auch kein spezielles Werkzeug vonnöten. Typischerweise werden zunächst Haltebolzen, beispielsweise Gewindebolzen, als spätere zentrale Befestigungspunkte des Isolationsmoduls auf der Ofeninnenwand aufgeschweißt. Das bereits vormontierte Isolationsmodul braucht dann nur noch auf den Gewindebolzen aufgeschoben werden, wobei das Isolationsmodul durch die Rasteinrichtung fixiert wird. Hierbei ist es ferner von Vorteil, dass die Rasteinrichtung kuppelförmig ausgestaltet sein kann, beispielsweise aus einem kuppelförmig gebogenen Blech, sodass dieses Bauteil eine Federelastizität besitzt und gewissermaßen mit einer Vorspannung auf den Gewindebolzen gedrückt werden kann. Zudem kann die Rasteinrichtung dadurch in einem gewissen Rahmen temperaturbedingte Längenausdehnungen und daraus resultierende Spannungen besser aufnehmen. Ein weiterer Vorteil ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger eine Anordnung der Isolationsmodule im „Schachbrettsystem“ möglich ist, bei welchem das folgende Modul um 90° gedreht angeordnet wird. Dadurch kann unter anderem die laterale Wärmeausbreitung in der Ofenisolation vermindert werden.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann bei dem in 7 dargestellten Isolationsmodulträger aus dem Stand der Technik das Problem auftreten, dass der bündige Abschluss an die Hinterisolation fehlt und damit keine optimale Wärmedämmung gewährleistet ist. Das liegt unter anderem daran, dass bei diesem System zunächst der Isolationsmodulträger (Kammanker) auf die Ofeninnenwand geschraubt und erst anschließend die Isolationswerkstoffblocks seitlich auf die Gabeln des Kammankers geschoben werden. Dabei kann es zum Teil auch unbemerkt zum Verkanten der Isolationswerkstoffblocks kommen und es entstehen in der Folge Hohlräume zwischen der Hinterisolierung und den Isolationswerkstoffblocks sowie auch zwischen den beiden auf einen Kammanker geschobenen Isolationswerkstoffblocks, insbesondere im Bereich der Hinterisolierung. Beim erfindungsgemäßen System wird das bereits vormontierte Modul durch den integrierten Anker direkt senkrecht auf den Haltebolzen geschoben und kann so mit der gesamten Auflage an die Hinterisolierung gedrückt und eingeklickt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers weist die Rasteinrichtung eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung mit einer zentralen Öffnung für den Haltebolzen auf. Unterhalb der zentralen Öffnung in der Basisplatte ist hierbei eine Durchlassöffnung für den Haltebolzen vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung kann vorteilhafterweise von der zentralen Öffnung wenigstens ein Einschnitt abgehen, vorzugsweise vier Einschnitte, die weiter bevorzugt kreuzförmig angeordnet sind. In besonders vorteilhafter Weiterbildung kann der Einschnitt an seinem der zentralen Öffnung gegenüberliegenden Ende in einer vorzugsweise kreisrunden Aussparung enden. Hierdurch wird ein besonders leichtes Aufschieben auf den Haltebolzen, insbesondere den Gewindebolzen, ermöglicht.
Das Material der Basisplatte, der Befestigungseinrichtung, der Tragarme und der Haltedorne kann unabhängig voneinander ausgewählt sein aus Stahl, Edelstahl, insbesondere 1.4841, oder auch Nickelbasislegierungen, wie Inconel ® Legierungen, insbesondere Inconel ® 600 und Inconel ® 718, welches vorzugsweise bei Temperaturen von 200 °C bis 500 °C eingesetzt wird. Bevorzugt ist das Material der Basisplatte, der Befestigungseinrichtung, der Tragarme und der Haltedorne vorzugsweise gleich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers sind die Tragarme aus einem Metallblech gefertigt. Dabei kann auch die Basisplatte aus einem Metallblech gefertigt sein und die Tragarme durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sein. Dies ist sehr vorteilhaft, weil dadurch der Großteil des Isolationsmodulträgers auf einfache Weise in wenigen Arbeitsschritten aus einem einzelnen Blechabschnitt gefertigt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger kann zudem vorgesehen sein, dass der Haltedorn des einen Tragarms im wesentlichen parallel zu dem Haltedorn des weiteren Tragarms ausgerichtet ist. Hierdurch wird das Aufschieben der Isolation aus Hochtemperaturwolle erleichtert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers ist jeder Tragarm mit zwei miteinander fluchtenden Haltedornen ausgestattet. Dadurch kann eine Isolation aus Hochtemperaturwolle schnell und zuverlässig auf dem Isolationsmodulträger befestigt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Isolationsmodul, umfassend einen erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger und einen Isolationswerkstoffblock, der an dem Isolationsmodulträger befestigt ist, wobei der Isolationswerkstoffblock auf der zur Basisplatte des Isolationsmodulträgers weisenden Seite vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche aufweist.
Das Material des Isolationswerkstoffblocks kann ausgewählt sein aus Feuerfest-Vakuumformteilen oder verpressten Hochtemperaturwollen, wobei die erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzte Hochtemperaturwolle vorzugsweise ausgewählt ist aus Erdalkalisilikatwolle (AES), insbesondere aus Calcium-Magnesium-Silikatwolle, Calcium-Silikatwolle und Magnesium-Silikatwolle, aus Aluminium-Silikatwolle (ASVη, sowie Aluminium-Silikat-Zirkonwolle und polykristalliner Wolle (PCW) oder Mischungen von diesen.
Der Isolationswerkstoffblock ist besonders bevorzugt aus Hochtemperaturwolle gebildet, besonders bevorzugt aus miteinander verpressten Hochtemperaturwollmattenstücken, wobei der Isolationswerkstoffblock eine Halteschnur umfassen kann, mit welcher der Isolationswerkstoffblock zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur zur Relaxation gebracht werden kann. Die Halteschnur kann als beispielsweise als Rundschnur oder auch bandförmig ausgebildet sein.
Die Verpressung kann auch durch Montageplatten realisiert werden. Dabei ist der Isolationswerkstoffblock an wenigstens zwei gegenüberliegenden und von der Basisplatte des Isolationsmodulträgers wegweisenden Seitenflächen mit jeweils einer entfernbaren Montageplatte versehen, welche von der Halteschnur umgriffen wird und mit welchen der Isolationswerkstoffblock zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur und Entfernen der Montageplatten zur Relaxation gebracht werden kann. Die Montageplatten sind dabei vorzugsweise so dimensioniert, dass sie die Seitenflächen des Isolationswerkstoffblocks weitestgehend vollständig abdecken. Die Montageplatten bestehen beispielsweise aus Kunststoff.
Der Isolationswerkstoffblock kann beispielsweise aus wenigstens zwei, bevorzugt aus 10 oder mehr aufeinanderliegenden Lagen Hochtemperaturwolle gebildet sein.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Isolationsmoduls weist dieses einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz auf, der mit der Durchlassöffnung der Basisplatte und der zentralen Öffnung der Rasteinrichtung fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock erstreckt, wobei der rohrförmige Montageeinsatz vorzugsweise durch ein Kunststoffrohr gebildet ist. Ebenfalls kann der rohrförmige Montageeinsatz durch ein Rohr aus Pappe, Keramik oder Metall gefertigt sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auf eine Ofenisolation gerichtet, umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht auf der Ofeninnenwand befestigten Haltebolzen und daran befestigten erfindungsgemäßen Isolationsmodulen sowie optional eine zwischen der Ofeninnenwand und den Isolationsmodulen vorgesehenen Hinterisolierung, beispielsweise aus Vakuumformteilen oder Calciumsilikatplatten, wobei benachbarte Isolationsmodule vorzugsweise um im Wesentlichen 90° zueinander gedreht angeordnet sind. Unter „im Wesentlichen 90°“ ist vorliegend eine mögliche Abweichung um bis zu +/- 10°, bevorzugt um bis zu +/- 5°, weiter bevorzugt um bis zu +/- 2° gemeint. Alternativ zu dieser Schachbrettanordnung ist aber auch eine parallele Anordnung möglich.
Bei der erfindungsgemäßen Ofenisolation ist es weiter bevorzugt, dass der Haltebolzen als Gewindebolzen ausgestaltet ist. Aber auch andere Ausgestaltungen sind möglich, die ein Ineingriffbringen mit der Rasteinrichtung des Isolationsmodulträgers erlaubt, wie beispielsweise Bolzen in einer horizontalen Riffelung.
Bevorzugt weist der Haltebolzen an seinem der Ofeninnenwand gegenüberliegenden Ende eine Vertiefung zur Zentrierung einer Montagehilfe auf. Hierdurch wird die Montage deutlich erleichtert, da das Montagepersonal optisch kaum überprüfen kann, ob die Montagehilfe mittig aufsitzt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ofenisolation kann zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen eine Isoliermatte vorgesehen sein, die an ihren den Stoßkanten zur benachbarten Matte vorzugsweise treppenförmig geschnitten ist. Hierdurch wird die Isolierwirkung weiter gesteigert. Durch das treppenförmige Schneiden wird die Migration von heißen Gasen aus dem Ofen und somit die Bildung von Hitzebrücken erschwert, die Isolierwirkung also zusätzlich gesteigert.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ofenisolation sind die in den Ecken des Ofens angebrachten Isolationsmodule identischer Bauart verglichen mit denen auf den Ofenwänden. Dies ist wie bereits vorstehend erläutert, bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen nicht ohne Weiteres möglich.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ofenisolation umfassend die folgenden Schritte:

a) Befestigung eines Haltebolzens auf der Ofeninnenwand, vorzugsweise mittels Punktschweißen;
b) optionales Positionieren einer stangenförmigen Montagehilfe in der Vertiefung des Haltebolzens, wobei die stangenförmige Montagehilfe zu diesem Zweck mit einem Zentrierdorn ausgerüstet ist, der in die Vertiefung des Haltebolzens eingreift;
c) Aufbringen und Fixieren eines erfindungsgemäßen Isolationsmoduls auf dem Haltebolzen durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung mit dem Haltebolzen, wobei das Aufbringen vorzugweise derart erfolgt, dass das Isolationsmodul mit dem rohrförmigen Montageeinsatz über die stangenförmige Montagehilfe geschoben wird, bis die Rasteinrichtung auf dem Haltebolzen einrastet und anschließend die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt werden;
d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis die Ofeninnenwand zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist und gegebenenfalls Durchtrennen der Halteschnur und gewünschtenfalls Entfernen der Montageplatten.

Werden anstelle der Halteschnur Seitenplatten eingesetzt werden diese am Ende des Schrittes d) herausgezogen.
Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:

1. Isolationsmodulträger 1 zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte 2 mit zumindest einer Befestigungseinrichtung 3 zur Anbringung des Isolationsmodulträgers 1 an einer Ofeninnenwand 31 und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte 2 in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen 4a, 4b an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn 5a, 5a', 5b, 5b' zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks 6 angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung 3 über eine Rasteinrichtung 7 verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand 31 befestigbaren Haltebolzen 8 in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann.
2. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung 3 eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung 9 mit einer zentralen Öffnung 10 für den Haltebolzen 8 aufweist und unterhalb der zentralen Öffnung 10 in der Basisplatte 2 eine Durchlassöffnung 11 für den Haltebolzen 8 vorgesehen ist.
3. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der zentralen Öffnung 10 wenigstens ein Einschnitt 12 abgeht, vorzugsweise vier Einschnitte, die weiter bevorzugt kreuzförmig angeordnet sind.
4. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt an seinem der zentralen Öffnung 10 gegenüberliegenden Ende in einer vorzugsweise kreisrunden Aussparung 13 endet.
5. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Basisplatte 2, der Befestigungseinrichtung 3, der Tragarme 4a, 4b und der Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Stahl, Edelstahl oder Nickelbasislegierungen, wobei das Material der Basisplatte 2, der Befestigungseinrichtung 3, der Tragarme 4a, 4b und der Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' vorzugsweise gleich ist.
6. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme 4a, 4b aus einem Metallblech gefertigt sind.
7. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte aus einem Metallblech gefertigt ist und die Tragarme 4a, 4b durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sind.
8. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedorn 5a, 5a' des einen Tragarms 4a im wesentlichen parallel zu dem Haltedorn 5b, 5b' des weiteren Tragarms 4b ausgerichtet ist.
9. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tragarm 4a, 4b mit zwei miteinander fluchtenden Haltedornen 5a, 5a', 5b, 5b' ausgestattet ist.
10. Isolationsmodul 20 umfassend einen Isolationsmodulträger 1 nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9 und einen Isolationswerkstoffblock 6, der an dem Isolationsmodulträger 1 befestigt ist, wobei der Isolationswerkstoffblock 6 auf der zur Basisplatte 2 des Isolationsmodulträgers 1 weisenden Seite vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche aufweist.
11. Isolationsmodul nach Ausführungsform 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Isolationswerkstoffblocks 6 ausgewählt ist aus Feuerfest-Vakuumformteilen oder verpressten Hochtemperaturwollen, wobei die Hochtemperaturwolle vorzugsweise ausgewählt ist aus Erdalkalisilikatwolle (AES), insbesondere aus Calcium-Magnesium-Silikatwolle, Calcium-Silikatwolle und Magnesium-Silikatwolle, aus Aluminium-Silikatwolle (ASW), sowie Aluminium-Silikat-Zirkonwolle und polykristalliner Wolle (PCW) oder Mischungen von diesen.
12. Isolationsmodul nach Ausführungsform 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock 6 aus Hochtemperaturwolle gebildet ist und Halteschnur 14 umfasst, mit welcher der Isolationswerkstoffblock 6 zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur 14 zur Relaxation gebracht werden kann.
13. Isolationsmodul nach Ausführungsform 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock 6 an wenigstens zwei gegenüberliegenden und von der Basisplatte 2 des Isolationsmodulträgers 1 wegweisenden Seitenflächen mit jeweils einer entfernbaren Montageplatte versehen ist, welche von der Halteschnur 14 umgriffen wird und mit welchen der Isolationswerkstoffblock 6 zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur 14 und Entfernen der Montageplatten zur Relaxation gebracht werden kann.
14. Isolationsmodul nach einer der Ausführungsformen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock 6 aus wenigstens zwei, bevorzugt aus 10 oder mehr, aufeinanderliegenden Lagen Hochtemperaturwolle gebildet ist.
15. Isolationsmodul nach einer der Ausführungsformen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmodul 20 einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz aufweist, der mit der Durchlassöffnung 11 der Basisplatte 2 und der zentralen Öffnung 10 der Rasteinrichtung 3 fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte 2 wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock 6 erstreckt, wobei der rohrförmige Montageeinsatz vorzugsweise durch ein Kunststoffrohr gebildet ist.
16. Ofenisolation 30 umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht auf der Ofeninnenwand 31 befestigten Haltebolzen 8 und daran befestigten Isolationsmodulen 20 nach einer der Ausführungsformen 10 bis 15 sowie optional eine zwischen der Ofeninnenwand 31 und den Isolationsmodulen 20 vorgesehenen Hinterisolierung 32, wobei benachbarte Isolationsmodule vorzugsweise um im Wesentlichen 90° zueinander gedreht angeordnet sind.
17. Ofenisolation nach Ausführungsform 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen 8 als Gewindebolzen ausgestaltet ist.
18. Ofenisolation nach Ausführungsform 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen 8 an seinem der Ofeninnenwand gegenüberliegenden Ende eine Vertiefung 15 zur Zentrierung einer Montagehilfe aufweist.
19. Ofenisolation nach einer der Ausführungsformen 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen 20 eine Isoliermatte 33 vorgesehen ist, die an ihren den Stoßkanten zur benachbarten Matte vorzugsweise treppenförmig geschnitten ist.
20. Ofenisolation nach einer der Ausführungsformen 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Ecken des Ofens angebrachten Isolationsmodule identischer Bauart verglichen mit denen auf den Ofenwänden sind.
21. Verfahren zur Herstellung einer Ofenisolation 30 nach einer der Ausführungsformen 16 bis 20 umfassend die folgenden Schritte:
1. a) Befestigung eines Haltebolzens 8 auf der Ofeninnenwand 31, vorzugsweise mittels Punktschweißen;
2. b) optionales Positionieren einer stangenförmigen Montagehilfe in der Vertiefung 15 des Haltebolzens 8, wobei die stangenförmige Montagehilfe zu diesem Zweck mit einem Zentrierdorn ausgerüstet ist, der in die Vertiefung15 des Haltebolzens 8 eingreift;
3. c) Aufbringen und Fixieren eines Isolationsmoduls 20 gemäß einer der Ausführungsformen 10 bis 15 auf dem Haltebolzen 8 durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung 7 mit dem Haltebolzen 8, wobei das Aufbringen vorzugweise derart erfolgt, dass das Isolationsmodul 20 mit dem rohrförmigen Montageeinsatz über die stangenförmige Montagehilfe geschoben wird, bis die Rasteinrichtung 7 auf dem Haltebolzen 8 einrastet und anschließend die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt werden;
4. d) Wiederholen der Schritte a bis c bis die Ofeninnenwand 31 zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist und gegebenenfalls Durchtrennen der Halteschnur 14 und gewünschtenfalls Entfernen der Montageplatten.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigt

1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben,
2 den Isolationsmodulträger aus 1 in der Draufsicht,
3 den Isolationsmodulträger aus 2 in Schrittansicht entlang der Linie A - A,
4 den Isolationsmodulträger aus 2 in Schrittansicht entlang der Linie B - B,
5 einen Isolationswerkstoffblock für einen erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger,
6 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Ofenisolation,
7 ein Isolationsmodul gemäß dem Stand der Technik in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben, sowie
8 ein erfindungsgemäßes Isolationsmodul in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben.

In den 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßer Isolationsmodulträger 1 zur Ofenauskleidung dargestellt, dabei in 1 in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben, in 2 in der Draufsicht, in 3 in Schrittansicht entlang der Linie A - A aus 2 und in 4 in Schrittansicht entlang der Linie B - B aus 2. Der Isolationsmodulträger 1 besteht vorliegend aus Edelstahl und umfasst eine Basisplatte 2 mit einer Befestigungseinrichtung 3 zur Anbringung des Isolationsmodulträgers 1 an einer Ofeninnenwand 31 und zwei von der Oberseite der Basisplatte 2 rechtwinklig abgehenden Tragarmen 4a, 4b. An jedem Tragarm 4a, 4b sind jeweils zwei Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks 6 angebracht, wobei die Haltedorne 5a, 5a' des einen Tragarms 4a im wesentlichen parallel zu den Haltedornen 5b, 5b' des weiteren Tragarms 4b ausgerichtet sind. Dabei fluchten die Haltedorne 5a, 5a' des ersten Tragarms 4a miteinander und die Haltedorne 5b, 5b' des zweiten Tragarms 4b miteinander. Die Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' sind an ihrem freien Ende spitz zulaufend ausgeführt, was ein Aufstecken eines Isolationswerkstoffblocks 6 erleichtert.
Die Befestigungseinrichtung 3 verfügt über eine Rasteinrichtung 7, die mit einem an der Ofeninnwand 31 befestigbaren Haltebolzen 8 in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann. Der Haltebolzen 8 verfügt zu diesem Zweck über ein Außengewinde in welches die Kanten der Rasteinrichtung eingreifen. Die Rasteinrichtung 3 weist eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung 9 mit einer zentralen Öffnung 10 für den Haltebolzen 8 auf. Unterhalb der zentralen Öffnung 10 ist in der Basisplatte 2 zudem eine Durchlassöffnung 11 für den Haltebolzen 8 vorgesehen. Von der zentralen Öffnung 10 gehen vier Einschnitte 12 ab, die weiter kreuzförmig angeordnet sind und an dem der zentralen Öffnung 10 gegenüberliegenden Ende jeweils in einer kreisrunden Aussparung 13 enden.
Die Herstellung des Isolationsmodulträgers 1 erfolgt aus einem Metallblech, wobei die Tragarme 4a, 4b durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sind. Der verbleibende Teil des Metallblechs bildet dann die Basisplatte 2, sodass ein Materialverschnitt entsteht. Anschließen werden die Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' an die Tragarme 4a, 4b angeschweißt und ebenso die Befestigungseinrichtung 3 auf die Basisplatte 2.
In 5 ist ein Isolationswerkstoffblock 6 aus fünf aufeinanderliegenden Lagen verpresster Hochtemperaturwolle gezeigt, der auf die Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' des Isolationsmodulträgers 1 geschoben wird, sodass ein Isolationsmodul 20 gebildet wird. Der Isolationswerkstoffblock 6 ist mittels mehrerer Halteschnüre 14 zur Montage vorgespannt. Nach erfolgter Montage werden die Halteschnüre 14 durchtrennt und der Isolationswerkstoffblock 6 so zur Relaxation gebracht. Dadurch werden die bei der Montage einer Ofenisolation 30 entstehenden Zwischenräume zwischen den Isolationsmodulen 20 geschlossen.
6 zeigt eine Ofenisolation 30 aus einer Vielzahl von auf einer Ofeninnenwand 31 befestigten erfindungsgemäßen Isolationsmodulen 20. Zwischen der Ofeninnenwand 31 und den Isolationsmodulen 20 ist zudem eine Hinterisolierung 32 angebracht. Zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen 20 ist jeweils eine Isoliermatte 33 vorgesehen ist.
Zur Herstellung der Ofenisolation 30 werden zunächst die Haltebolzen 8 in vorbestimmten Positionen auf der Ofeninnenwand 31 mittels Punktschweißen befestigt. Die Positionierung kann mittels eines Kreuzlinienlasers erfolgen oder durch ein Schnurgerüst mit Kreideschnur, mit deren Hilfe das Raster auf die Ofeninnenwand 31 übertragen werden kann. Als nächstes kann eine mit einem Zentrierdorn ausgerüstete stangenförmige Montagehilfe in einer Vertiefung 15 des Haltebolzens 8 positioniert werden. In diesem Falle weist das Isolationsmodul 20 einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz in Form eines Kunststoffrohrs auf, der mit der Durchlassöffnung 11 der Basisplatte 2 und der zentralen Öffnung 10 der Rasteinrichtung 3 fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte 2 wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock 6 erstreckt. Das Isolationsmodul 20 wird nun mit dem Kunststoffrohr als Führung auf die stangenförmige Montagehilfe geschoben und auf die Ofeninnenwand 31 gedrückt, sodass durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung 7 mit dem Haltebolzen 8 das Isolationsmodul 20 fixiert wird. Durch das Zusammenspiel von Kunststoffrohr und Montagehilfe wird die Rasteinrichtung 3 präzise auf den Haltebolzen 8 geführt. Anschließend werden die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt. Da der Isolationswerkstoffblock 6 vorgespannt ist, schließt sich die Öffnung für das Kunststoffrohr nach dessen Entfernen von selbst.
Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis die Ofeninnenwand 31 zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist. Dabei wird nach jeder so erzeugten horizontalen Lage an Isolationsmodulen 20 hierauf eine Lage einer Isoliermatte 33 aufgebracht. Anschließend werden die Halteschnüre 14 der Isolationswerkstoffblocks 6 durchtrennt und herausgezogen, wodurch sich die Spalten zwischen den Isolationsmodulen 20 schließen und auch die Isoliermatte 33 eingeklemmt und damit fixiert wird.
In 7 ist ein Isolationsmodul 21 gemäß dem Stand der Technik in dreidimensionaler Darstellung von schräg oben gezeigt. Das nicht erfindungsgemäße Isolationsmodul 21 umfasst einen auf die Ofenninnenwand 31 aufzuschraubenden Isolationsmodulträger 21 und einen daran befestigten Isolationswerkstoffblock 6. Der Isolationswerkstoffblock 6 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit durchsichtig gezeichnet. In 8 ist zum direkten Vergleich der erfindungsgemäße Isolationsmodulträger 20 in derselben Perspektive gezeigt.
Bezugszeichenliste

1: Isolationsmodulträger
2: Basisplatte
3: Befestigungseinrichtung
4a, 4b: Tragarm
5a, 5a', 5b, 5b': Haltedorn
6: Isolationswerkstoffblock
7: Rasteinrichtung
8: Haltebolzen
9: kuppelförmige Erhebung
10: zentrale Öffnung
11: Durchlassöffnung
12: Einschnitt
13: kreisrunde Aussparung
14: Halteschnur
15: Vertiefung zur Zentrierung einer Montagehilfe
20: Isolationsmodul (erfindungsgemäß)
21: Isolationsmodul (Stand der Technik)
30: Ofenisolation
31: Ofeninnenwand
32: Hinterisolierung
33: Isoliermatte

Claims

Isolationsmodulträger (1) zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte (2) mit zumindest einer Befestigungseinrichtung (3) zur Anbringung des Isolationsmodulträgers (1) an einer Ofeninnenwand (31) und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte (2) in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen (4a, 4b) an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn (5a, 5a', 5b, 5b') zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks (6) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (3) über eine Rasteinrichtung (7) verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand (31) befestigbaren Haltebolzen (8) in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann.
Isolationsmodulträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (3) eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung (9) mit einer zentralen Öffnung (10) für den Haltebolzen (8) aufweist und unterhalb der zentralen Öffnung (10) in der Basisplatte (2) eine Durchlassöffnung (11) für den Haltebolzen (8) vorgesehen ist.
Isolationsmodulträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der zentralen Öffnung (10) wenigstens ein Einschnitt (12) abgeht, vorzugsweise vier Einschnitte, die weiter bevorzugt kreuzförmig angeordnet sind.
Isolationsmodulträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt an seinem der zentralen Öffnung (10) gegenüberliegenden Ende in einer vorzugsweise kreisrunden Aussparung (13) endet.
Isolationsmodulträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Basisplatte (2), der Befestigungseinrichtung (3), der Tragarme (4a, 4b) und der Haltedorne (5a, 5a', 5b, 5b') unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Stahl, Edelstahl oder Nickelbasislegierungen, wobei das Material der Basisplatte (2), der Befestigungseinrichtung (3), der Tragarme (4a, 4b) und der Haltedorne (5a, 5a', 5b, 5b') vorzugsweise gleich ist.
Isolationsmodulträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (4a, 4b) aus einem Metallblech gefertigt sind.
Isolationsmodulträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (2) aus einem Metallblech gefertigt ist und die Tragarme (4a, 4b) durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sind.
Isolationsmodulträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedorn (5a, 5a') des einen Tragarms (4a) im wesentlichen parallel zu dem Haltedorn (5b, 5b') des weiteren Tragarms (4b) ausgerichtet ist.
Isolationsmodulträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tragarm (4a, 4b) mit zwei miteinander fluchtenden Haltedornen (5a, 5a', 5b, 5b') ausgestattet ist.
Isolationsmodul (20) umfassend einen Isolationsmodulträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einen Isolationswerkstoffblock (6), der an dem Isolationsmodulträger (1) befestigt ist, wobei der Isolationswerkstoffblock (6) auf der zur Basisplatte (2) des Isolationsmodulträgers (1) weisenden Seite vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche aufweist.
Isolationsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Isolationswerkstoffblocks (6) ausgewählt ist aus Feuerfest-Vakuumformteilen oder verpressten Hochtemperaturwollen, wobei die Hochtemperaturwolle vorzugsweise ausgewählt ist aus Erdalkalisilikatwolle (AES), insbesondere aus Calcium-Magnesium-Silikatwolle, Calcium-Silikatwolle und Magnesium-Silikatwolle, aus Aluminium-Silikatwolle (ASW), sowie Aluminium-Silikat-Zirkonwolle und polykristalliner Wolle (PCW) oder Mischungen von diesen.
Isolationsmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock (6) aus Hochtemperaturwolle gebildet ist und Halteschnur (14) umfasst, mit welcher der Isolationswerkstoffblock (6) zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur (14) zur Relaxation gebracht werden kann.
Isolationsmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock (6) an wenigstens zwei gegenüberliegenden und von der Basisplatte (2) des Isolationsmodulträgers (1) wegweisenden Seitenflächen mit jeweils einer entfernbaren Montageplatte versehen ist, welche von der Halteschnur (14) umgriffen wird und mit welchen der Isolationswerkstoffblock (6) zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur (14) und Entfernen der Montageplatten zur Relaxation gebracht werden kann.
Isolationsmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock (6) aus wenigstens zwei, bevorzugt aus 10 oder mehr, aufeinanderliegenden Lagen Hochtemperaturwolle gebildet ist.
Isolationsmodul nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmodul (20) einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz aufweist, der mit der Durchlassöffnung (11) der Basisplatte (2) und der zentralen Öffnung (10) der Rasteinrichtung (3) fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte (2) wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock (6) erstreckt, wobei der rohrförmige Montageeinsatz vorzugsweise durch ein Kunststoffrohr gebildet ist.
Ofenisolation (30) umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht auf der Ofeninnenwand (31) befestigten Haltebolzen (8) und daran befestigten Isolationsmodulen (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 15 sowie optional eine zwischen der Ofeninnenwand (31) und den Isolationsmodulen (20) vorgesehenen Hinterisolierung (32), wobei benachbarte Isolationsmodule vorzugsweise um im Wesentlichen 90° zueinander gedreht angeordnet sind.
Ofenisolation nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen (8) als Gewindebolzen ausgestaltet ist.
Ofenisolation nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen (8) an seinem der Ofeninnenwand gegenüberliegenden Ende eine Vertiefung (15) zur Zentrierung einer Montagehilfe aufweist.
Ofenisolation nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen (20) eine Isoliermatte (33) vorgesehen ist, die an ihren den Stoßkanten zur benachbarten Matte vorzugsweise treppenförmig geschnitten ist.
Ofenisolation nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Ecken des Ofens angebrachten Isolationsmodule identischer Bauart verglichen mit denen auf den Ofenwänden sind.
Verfahren zur Herstellung einer Ofenisolation (30) nach einem der Ansprüche 16 bis 20 umfassend die folgenden Schritte: a) Befestigung eines Haltebolzens (8) auf der Ofeninnenwand (31), vorzugsweise mittels Punktschweißen; b) optionales Positionieren einer stangenförmigen Montagehilfe in der Vertiefung (15) des Haltebolzens (8), wobei die stangenförmige Montagehilfe zu diesem Zweck mit einem Zentrierdorn ausgerüstet ist, der in die Vertiefung(15) des Haltebolzens (8) eingreift; c) Aufbringen und Fixieren eines Isolationsmoduls (20) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15 auf dem Haltebolzen (8) durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung (7) mit dem Haltebolzen (8), wobei das Aufbringen vorzugweise derart erfolgt, dass das Isolationsmodul (20) mit dem rohrförmigen Montageeinsatz über die stangenförmige Montagehilfe geschoben wird, bis die Rasteinrichtung (7) auf dem Haltebolzen (8) einrastet und anschließend die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt werden; d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis die Ofeninnenwand (31) zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist und gegebenenfalls Durchtrennen der Halteschnur (14) und gewünschtenfalls Entfernen der Montageplatten.