DE19758700C2 - Dämmelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Produktes aus Mineralfasern.

Description

Die Erfindung betrifft Dämmelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Die DD 248 934 A3 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Produkten mit vorwiegend senkrecht orientierter Faserausrichtung der Mineralwolleprodukte beim Durchführen des Lamellierens von Mineralfaservliesen. Die Lösung dieses Patentes gewährleistet die Herstellung von Produkten, deren Faserrichtung, bezogen auf die großen Achsen des Produktes, senkrecht gestellt ist. Sie gestattet jedoch nur die Herstellung von Produkten, deren Faserverlauf ohne Unterbrechung gleichförmig, senkrecht orientiert, bezogen auf die großen Achsen des Produktes, gestellt ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösung ist darin zu sehen, daß das aus dem lamellierten Faservlies gefertigte Element nur entlang seiner quer zur Längsmittenachse gerichteten Lamellen eine große Biegesteifigkeit besitzt, jedoch in der Richtung seiner Längsmittenachse einen verminderten Widerstand gegen Biegen aufweist.

Die DD 297 197 B5 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung von Mineralfaservliesen, bei denen den Fasern zur Erzielung bestimmtet Qualitätsmerkmale der Endprodukte Bindemittel zugesetzt werden und die Faservliesbildung in einem kontinuierlichen Prozeß erfolgt.

Nachteilig bei diesen Lösungen ist zu verzeichnen, daß die Mineralfaserprodukte, bezogen auf die großen Mittenachsen des Mineralfaserproduktes, nur einen horizontal gerichteten Faserverlauf aufweisen.

WO 94/16163 A1 beschreibt eine Mineralfasermatte, mit einer lamellierten Schicht. Innerhalb dieser Schicht sind die Lamellen gleich strukturiert ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämmelement mit verbesserten Festigkeitseigenschaften sowie ein kontinuierliches Verfahren zu seiner Herstellung zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein anspruchsgemäßes Dämmelement sowie ein anspruchsgemäßes Verfahren.

Die Unterschiedlichkeit der Schichten stellt sich in einer voneinander abweichenden Dichte, Festigkeit und Materialart dar.

Die lamellierte Schicht kann einen senkrecht ausgerichteten Faserverlauf aufweisen. Bezogen auf die Erstreckung ihrer großen Flächen ist sie aus dazu senkrecht verlaufenden, aus segmentförmigen, sich in der Schichtebene gleichförmig wiederholenden, stegartigen Schichtgruppen gebildet, deren Materialaufbau und Zusammensetzung nicht gleichartig gestaltet wurde.

Das Produkt, vorerst in einer Schicht vorliegend, vereint in sich im Faserverlauf senkrecht gestellte Gruppen eines unterschiedlichen Materialaufbaus mit einer stegartigen, senkrechten Schichtstruktur, wobei vorwiegend stegartige Schichten eines senkrechten Faserverlaufs mit stegartigen Schichten andersstruktrierter Materialien verbunden sind und ein flächiges Dämmelement bilden. Die Schichten verlaufen hierbei, vorteilhaft ausgebildet, quer zur Längsmittenachse, so daß eine stegartige, sich in Gruppen wiederholende, senkrechte Schichtenausbildung geprägt ist.

Ein Dämmelement dieser Strukturausbildung weist bisher nicht gekannte Vorteile auf. Die Einfügung von stegartigen Schichten mit einem nicht brennbaren Material hoher Brandschutzklassen, wie Glasfasern, Glasfaservlies u. ä. Material, zwischen Schichten hochverdichteter bzw. wenig verdichteter Materialien bewirken, daß das Element neben hoher Formstabilität und überdurchschnittlich guter Verarbeitbarkeit eine variable Anwendungsbreite aufweist und mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften ausgestattet ist. Die Steggruppen der senkrecht verlaufenden Stege können aus 2 bis n-mal sich in der Reihenfolge wiederholenden Gruppen eines nicht gleichartigen Aufbaus des Materials und seiner Zusammensetzung gebildet sein. Dabei können die sich in sich wiederholenden Gruppen, im Rahmen der Stege, unterschiedliche Festigkeiten und Konsistenzen aufweisen, wobei Stege mit großer Festigkeit, neben Stegen mit geringer Festigkeit ausgebildet sind und dem Element durch die Stege mit hoher Festigkeit, große Druckfestigkeiten, eine große Formstabilität, ein vermindertes Rückstellverhalten verleihen. Dabei werden Stegausbildungen mit geringer Festigkeit, ein großes Rückstellvermögen ihres Materials in Richtung der großen Mittenachse des Elementes, verbunden mit einem geringen Gewicht, zugeordnet, was wiederum den Vorteil hat, daß neben dem verminderten Rückstellverhalten der Schichten mit hoher Dichte und Festigkeit dem Element im Rahmen bewußt zugeordneter Schichten verminderter Festigkeit und Formstabilität, eine Anpaßbarkeit an Bauwerksbedingungen im Detail zugeordnet werden können, die über das bisher bekannte Maß eingeführter Dämmelemente hinausgeht. Damit ist es möglich, auf die Oberflächen solcher Baukörper, die mit Elementen dieser Ausführung gefertigt worden sind, textile Oberflächenbeschichtungen aufzubringen, die nicht durch thermische oder meteorologische Einflüsse reißen, weil sich das Element jetzt dem Dehnverhalten des Beschichtungselementes anpassen kann.

Die stegartigen Schichten, die mit senkrecht orientiertem Faserverlauf sowie mit unterschiedlichen stegartigen Schichtengruppen ausgebildet sind, können um 90° zu ihren großen Mittenachsen verdreht, mit ihren großen Flächen aufeinander angeordnet und verbunden sind. Bei dieser Ausführung subsumieren sich die Vorteile der bereits dargestellten Ausbildungsvarianten. Da vorteilhafterweise jetzt die Schichtengruppen mit ihrem unterschiedlichen Schichtenaufbau, der darin gebildeten Stege miteinander ungleicher Festigkeit und Dichte kreuzgitterartig übereinander gelegt sind, ergeben sich die vorteilhaften Wirkungen, daß im Bereich übereinander gelegener Stege mit großer Festigkeit, durchgehende Kraftlinien quer zu den großen Mittelachsen und längs zu ihnen durchgehende Kraftlinien mit großen Wechselfestigkeiten sowie hohe Biege- und Verdrehfestigkeiten der flächigen Elemente ausgebildet werden. Daraus folgt, daß in den Schichten mit ungleichem Schichtenaufbau die damit gebildeten Stege mit ungleicher Festigkeit und Dichte im Bereich übereinanderliegender Stege mit geringerer Dichte, durchgehende Kraftlinien mit geringerer Festigkeit, sowie geringerer Dichte eines hohen Rückstellvermögens und großer Dämmwirkung gebildet sind.

Die bewußte Einbindung von Materialien mit hohen Brandverhütungsklassen läßt die universelle Einsetzbarkeit der Elemente nicht nur im Bauwesen, sondern auch im Schiffbau, im Fahrzeugbau u. v. m. zu.

Die erfindungsgemäße Lösung erfüllt die Aufgabe eines nichtbrennbaren Elementes indem nicht brennbare Bindemittel und Kleber verwendet worden sind.

Die Erfindung findet eine Ausbildung darin, daß im Rahmen des Verfahrens das zugeführte Faservlies mehrschichtig in eine zuführende Transporteinrichtung eingeleitet und in der Einrichtung geführt, einem Scheitelpunkt entgegen bewegt wird. An dem Scheitelpunkt wird das zugeführte mehrschichtige Faservlies in Lamellen zertrennt. Die abgetrennten Lamellen bilden jetzt zusammengefügte Schichtanordnungen eines Vlieses, das stegartige Lamellenanordnungen aufweist, die in der Anzahl sowie Materialzusammensetzung der Schichten entsprechende stegartige Lamellengruppen bilden, die beim Trennen auf die Auflage- und Abtransporteinrichtung geschoben werden und von dort zu einem einheitlichen, mehrere Schichtgruppen aufweisenden Element kontinuierlich weiter verarbeitet werden.

Mittels dieses Verfahrens kann nicht nur eine Schicht, sondern mehrere und auch unterschiedliche Schichten in einem Mineralfaserprodukt vereint, kontinuierlich hergestellt werden.

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestelltes Dämmelement mit Schichtgruppen unterschiedlicher Materialstruktur in einer Vorderansicht,

Fig. 2 das Dämmelement nach Fig. 1 in einer Draufsicht, im Schnitt,

Fig. 3 das Dämmelement nach Fig. 1 in einer zweischichtigen Ausführung, in einer Vorderansicht,

Fig. 4 das Dämmelement nach Fig. 3, in einer Draufsicht mit einem teilweisen Halbschnitt zur Darstellung der untenliegenden Schicht,

Fig. 5 das Dämmelement nach Fig. 4, teilweise im Schnitt,

Fig. 6 eine Möglichkeit zur Herstellung des Elementes gemäß Fig. 1,

Fig. 7 eine Einzelheit X aus Fig. 6, in einer vergrößerten schematischen Darstellung.

Fig. 1 zeigt ein lamelliertes, mit vorwiegend senkrechtem Faserverlauf ausgestaltetes Element a. Das Element a weist Gruppen 21 von senkrechten stegförmigen Schichten 19; 20 auf, die eine unterschiedliche Materialzusammensetzung haben, wobei die Gruppen 21 sich zyklisch oder azyklisch wiederholen können. Das Element a kann in unterschiedlichen Dicken ausgebildet sein und wird unter Anwendung des Lammellierverfahrens gem. DD Patent 246 934 A3, das nach der Fig. 6 noch nähere Erläuterungen finden soll, entsprechend hergestellt. Die Gruppen 21 sind in ihren stegförmigen Schichten 19; 20 unterschiedlich ausgebildet. So sind die Stege 19; 20 in ihren Materialzusammensetzungen verschiedenartig zusammengestellt, wobei die Stege 19 vorwiegend aus einem Fasermaterial mit senkrecht orientierten, lamelliertem Faserverlauf gebildet sind. Der oder die Stege 20 können eine untereinander anders ausgebildete Materialzusammensetzung erhalten. So ist es möglich, das Material der Stege 20 dem Längsverlauf der Stege 19 parallel laufend, horizontal zur Fläche 2a anzuordnen, bzw. Materialien zu verwenden, die granulatförmig, aus Glasfasern oder Glasfaservlies gebildet sind. Auf jeden Fall ist es jetzt gelungen, in die Einzelstege 19 der Steggruppen 21 Stege zu implizieren, die eine andersartige Materialausbildung aufweisen und das physikalische Verhalten der Platten bei der Anwendung äußerst positiv beeinflussen, so daß eine höchstmögliche Wärmedämmfähigkeit gemeinsam mit hervorragenden Schallschutzeigenschaften und einem ausgezeichneten Brandschutzverhalten erreicht werden können.

Die Fig. 3 zeigt ein Dämmelement der erfindungsgemäßen Art, bei der zwei Elemente a als Schichten 22; 22' an der Verbindungsstelle 2 zusammengeführt sind. Das Zusammenfügen der Schichten a erfolgt derart, daß die Stege 19; 20 um 90° verdreht aufeinander zu liegen kommen. Dadurch entsteht ein sich kreuzgitterartig darstellendes Dämmelement aus mehreren, aber mindestens zwei Schichten.

Fig. 4 zeigt in seiner Darstellung die Anordnung der Stege 19; 20 in den Schichten 22; 22'. Der Halbschnitt zeigt, daß die untere Schicht 22' von, in der Tafelebene gesehen, gerichteten Steggruppen 21 aufweist und die darüberliegende Platte um 90° verdreht dazu verlaufende Steggruppen 21, so daß hier, wie auch in Fig. 5 dargestellt, eine kreuzgitterartige Struktur sich abwechselnd überdeckender Steggruppen von Stegen 19 senkrecht orientierten Faserverlaufs und Stegen 20 andersartigen Materials ergibt. Damit ist ein Dämmelement zur Aufnahme großer statischer Belastungen sowie hervorragender physikalischer Eigenschaften, wie Dämmwirkung und Brandschutzverhalten, entstanden. Allein die Biege- und Zugwechselfestigkeit dieses Elementes ist hervorragend gesichert, wobei weiterhin, gesehen zu den großen Flächen, im Querverlauf der Kräfte, Zonen hoher Druckaufnahme mit elastischen Zonen gepaart sind und damit eine hervorragende statische Belastbarkeit des Elementes in Bezug auf Verdrehsicherheit sowie Rückstellvermögen gesichert sind.

Die Einbindung von Stegen 19; 20 unterschiedlicher Materialzusammensetzung in sich kreuzenden Steggruppen 21 läßt sich auch bei Elementen realisieren, deren sich kreuzender Stegverlauf um 45° im Schichtenaufbau, verdreht ist. Das ergibt dann Dämmelemente mit annähernd zu ihren großen Achsen diagonal verlaufenden Stegen 19, 20 und Steggruppen 21. Eine derartige Ausführung bietet sich insbesondere bei quadratischen Platten an, die an horizontalen Baukörpern angeordnet werden. Dem Fachmann wird klar, daß bei Kenntnis der zweischichtigen Ausführungen der Dämmplatte mit sich in 90° oder auch in 45° kreuzenden schichtartigen Stegen 19; 20 und Steggruppen 21 auch Ausführungen von 2 bis n Schichten 22; 22' möglich sind. Hier unterliegt es den technologischen Anforderungen der Praxis, Dämmelemente mit solchem Schichtaufbau zu fordern, die dann auch hergestellt werden können.

Es ist den Dämmelementen gem. Fig. 1 bis 5 eigen, daß sie ohne stützende Hilfsmittel, wie Trägergerüsten, Stützwänden u. ä., als selbständige Wandelemente in Bauwerken Verwendung finden können. Zur besseren Lagefixierung in einem Bauwerksverbund, z. B. bei der Errichtung von Trockenwänden, können die Stirn- und Seitenflächen mit nut- oder federartigen Fixierungselementen versehen werden, welche die Elemente selbständig in ihrer Lage fixieren oder auch Mörtel oder Kleber aufnehmen, um die Elemente in der Wandflucht an ihren Stirn- und Seitenflächen miteinander zu verbinden. Die Fixierungselemente sind, da sie einmal sehr vielgestaltig sein können und zum anderen dem Fachmann in der Ausbildung an sich bekannt sind, in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt.

Die Fig. 6 zeigt die Herstellung der stegartigen Schichtgruppen 21 des Dämmelementes a. Aus einer kontinuierlich arbeitenden Einrichtung wird einem Rollgang, bestehend aus Rollen 23; 28; 29 ein aus drei Schichten 31; 32; 33 gebildetes Rohfaservlies zugeleitet und entsprechend dem bekannten Verfahren verdichtet. Ein um 45° nach oben gerichteter Strang des Rohfaservlieses, mit seinen Schichten 21; 32; 33, jetzt entsprechend verdichtet, wird einer geeigneten Schneidvorrichtung 25; 26 zugeleitet, hier bestehend aus einem Pendel 26 mit einer Schneide 25, welche das vorrückende Faservlies abschneidet und die geschnittenen lamellierten Teile des Faservlieses 24 einem Auflagetisch 30 zuordnet, der im Winkel von 90° zu dem aufsteigenden Teil des Rollganges gerichtet ist. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß ein Schneiden mit dem Pendel nicht die einzige Möglichkeit ist, das Faservlies zu durchtrennen. Es können Möglichkeiten des Trennens mittels eines Schneidedrahtes bis hin zum Laserstrahl weitestgehend zur Anwendung gelangen. Gemäß diesem Verfahren werden jetzt, wie aus der Einzelheit x entsprechend Fig. 7 zu erkennen ist, lamellierte Gruppen 21 mit unterschiedlichen Stegen 19; 20 versehener Elementbestandteile zum Zusammenfügen eines schichtartigen Dämmelementes mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen in seinen Steggruppen dem weiteren Fertigungsprozeß zugeführt. Wie Fig. 7 zeigt, sind jetzt, das bekannte Verfahren zum Herstellen von Mineralfaservliesen mit vorwiegend senkrecht orientierter Faserausrichtung, beim Lamellieren von Mineralfaservliesen schöpferisch anwendend, lamellierte, senkrecht orientierte Stege 20 aus Mineralfasern mit Stegen 19 Materialien gleicher Art, aber anderer Struktur, als Gruppen 21 zusammengeführt, hergestellt worden. Die aus diesen Steggruppen zusammengefügten Dämmelemente mit ausgewählter Dicke und Schichtanzahl nach der Erfindung weisen ausgezeichnete statische Eigenschaften auf und empfehlen sich für eine Anwendung in unterschiedlichen Bereichen, beispielsweise des Bauwesens, des Schiffs-, des Fahrzeug- und des Stahlbehälterbaus.

Claims (5)

1. Dämmelement mit folgenden Merkmalen:

• a) wenigstens einer Schicht (22; 22') aus Mineralwolle-Lamellen,
• b) die Mineralwolle-Lamellen sind aus Gruppen (21) von Stegen (19; 20) gebildet, wobei
• c) in den Gruppen (21) Stege (19; 20) aus einem Fasermaterial, dessen Fasern senkrecht zu den großen Flächen des Dämmelementes verlaufen, mit
• d) anders strukturierten Stegen (19; 20) verbunden sind.

2. Dämmelement nach Anspruch 1, bei dem mehrere Schichten (22; 22') kreuzgitterartig übereinandergelegt sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines Dämmelementes nach Anspruch 1 mit folgenden Merkmalen:

• a) ein mehrschichtiges Mineralwolle-Faservlies (31; 32; 33) wird über eine Transporteinrichtung einem Scheitelpunkt zugeführt,
• b) am Scheitelpunkt wird das Mineralwolle-Faservlies in Mineralwolle-Lamellen (21) zertrennt,
• c) die Mineralwolle-Lamellen (21) werden auf eine in einem Winkel vom annähernd 90° zur Transporteinrichtung angeordneten Auflage- und Abtransporteinrichtung geschoben,
• d) zusammengefügt und
• e) zu einem Dämmelement verarbeitet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Mineralwolle-Faservlies (31; 32; 33) dem Scheitelpunkt ansteigend zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Mineralwolle-Faservlies (31; 32; 33) dem Scheitelpunkt in einem Winkel von 45° zugeführt wird.