DE2808290C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung eines elektrischen Heizelements in einem Ofen mit einem innerhalb der Ofenisolierung an einem Ende nach oben geöffneten Träger zur Lagerung des Heizelementes. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung.

Elektrische Industrieöfen, insbesondere Glühöfen, weisen Widerstandsheizelemente auf. Sie sind metallische Bänder oder Drähte, die in serpentin- oder sinusförmige Konfi­ guration gebracht wurden und an Bügeln angeordnet oder gelagert sind, welch letztere an der Ofenwand oder im Ofengehäuse angeordnet sind.

Es bestehen viele Möglichkeiten, Industrieöfen, die elektrische Heizelemente aufweisen, zu konstruieren und zu isolieren. Beispielsweise kann ein Ofen aus Stahl be­ stehen und entweder innen oder außen mit keramischem Mate­ rial isoliert sein. Verschiedene Öfen sind aus feuer­ festem Stein aufgebaut oder weisen im Inneren eines Stahlgehäuses ein Futter auf solch feuerfesten Steinen auf. In jedem Fall sind sie jedoch zur Erzielung befriedigende thermische Wirkungsgrade in irgend einer Form mit einer Isolierung versehen.

Aufgrund auftretender Brüche oder Durchbrennens weisen die Widerstandselemete elektrischer Öfen eine vergleichsweise kurze Lebensdauer auf. Bruch oder Durchbrennen können durch lokale Überhitzung, Kurzschlüsse, Wärmespannungen in den Heiz­ elementen, Fehler bei der Herstellung der Heizelemente od. dgl. auftreten. Die Heizelemente müssen deshalb von Zeit zu Zeit er­ setzt oder repariert werden. Wenn ein Austausch oder eine Re­ paratur erforderlich werden, ist es notwendig, den Ofen herunter­ zukühlen, um dem Personal die Ausführung der Arbeiten zu ermög­ lichen. Das Abstellen des Ofens führt zu teuren Leerzeiten der Be­ dienung des Ofens und darüber hinaus zu einer erheblichen Ver­ schwendung an Brennstoff und Energie.

Es ist üblich, Hochtemperaturöfen od. dgl. mit Isolationsbau­ einheiten keramischer Fasern zu isoliern. Diese Baueinheiten oder Module gibt es in einer Vielzahl von Formen. Beispiels­ weise ist eine Isolationsbaueinheit handelsüblich, die eine federnde Faserisolation aufweist, deren Fasern oder Faserebe­ nen in Ebenen angeordnet sind, die im wesentlichen senkrecht zu den Hauptflächen der Baueinheit verlaufen. Andere Bauein­ heiten sind aus keramischen Fasern hergestellten Isolations­ decken gefertigt, die nach Art einer Zieharmonika oder von Serpentinen gefaltet und leicht zusammengedrückt sind. Weiter­ hin sind Baueinheiten bekannt, die aus vakuumgeformten keramischen Fasern bestehen und vergleichsweise fest im Aufbau sind. Schließ­ lich können auch Isolatinsdecken aus keramischen Fasern ver­ wendet werden, die nicht gefaltet oder irgendwie gelegt sind und trotzdem befriedigende Isolierungseigenschaften aufweisen. In jedem Fall sollen die Ausdrücke "Modul" oder "Baueinheit" alle diese und ander Arten von Ofenisolationsmaterialien umfassen.

Beim Einsatz von Isolationsbaueinheiten aus keramischen Fasern zum Isolieren eines Ofens werden diese Module in der Regel auf Stiften oder Bolzen angeordnet, die zum Beispiel an die Ofen­ wandung oder das Ofengehäuse angeschweißt sind. Diese Bolzen dienen sowohl zur Anordnung der Isolationsbauein­ heit in einer bestimmten Stellung und der Bildung eines Be­ festigungselementes zur Lagerung elektrischer Widerstands­ heizelemente. Andere Anordnungen sind bekannt, wobei ein Anker für das Heizelement in einem feuerfesten Stein an­ geordnet ist, der zum Bau oder zur Isolierung des Inne­ ren des Ofens eingebaut wurde. Ist das Innere des Ofens mit feuerfesten Stein befestigt, so wird eine elektrische Heizspule oder -wicklung an diesen Ankern befestigt.

Bei anderen bekannten Anordnungen werden beispielsweise Plat­ ten im Ofen derart angeordnet, daß sie die innere Iso­ lierung überdecken. In diesem Falle werden die elektri­ schen Heizelemente an den Platten befestigt. Viele der obigen Probleme treten dann auf, wenn das Isolationsma­ terial im Ofen ersetzt werden soll. Dies heißt, daß viele bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Lagerung elek­ trischer Heizelemente sich nicht mit den Bedingungen beim Reparieren oder Austausch des Isolationsmaterials in Einklang bringen lassen. Diese bekannten Heizelement­ lagerungen erfordern einen teuren und mühsamen Ausbau, um das Ersetzen der Isolierung zu erleichtern.

Wenn eine Schicht keramischer Fasern über dem vorhande­ nen feuerfesten Stein in einem Ofen angebracht werden soll, kann der Einbau eines völlig neuen Systems zur La­ gerung der elektrischen Heizwicklung erforderlich sein. Wegen der großen Kosten, die beim Neubau eines Heizwick­ lungssystems anfallen, verzichten manche Ofenbetreiber auf eine Reparatur oder einen Austausch der Isolation ihrer Öfen mit dem Ergebnis, daß diese Öfen mit sehr ge­ ringem Wirkungsgrad betrieben werden.

In der GB-PS 14 33 744 sind hakenförmige Befestigungsein­ richtungen für Heizelemente von Elektroöfen beschrieben. Die Anordnung dieser Haken am Ofen erfordert ein Loch im Ofenfutter, um den Hakenschaft im Bereich der Ofenwan­ dung festlegen zu können. Diese Festlegung erfolgt immer an genau definierten Stellen gegenüber fest vorgegebenen Muffen der Ofenwandung. Aufgrund dieser konstruktiven Vorgabe ist jeweils eine vergleichsweise genaue Bearbei­ tung der Ofenisolierung erforderlich, da die Haken, wie erwähnt, an diesen durch die Muffen vorgegebenen definierten Stellen eingebaut werden müssen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit grundsätzlich darin, eine Anordnung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Anordnung zu schaf­ fen, mit der die elektrischen Heizelemente praktisch ohne räumliche Vorgaben und Beschränkungen innerhalb der Ofen­ isolierung und ohne direkten Kontakt mit der Ofenwand befestigt werden können. Hierbei soll die Anordnung so ausgebildet sein, daß ein schneller Einbau sowie auch ein kostengünstiger Austausch der elektrischen Heizwicklungen möglich ist.

Diese Aufgabe ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung da­ durch gelöst, daß der Träger im wesentlichen S-förmig und zum Eindringen beim Einsetzen in das zwischen der heißen Oberflächen und dem Anker befindliche Isoliermaterial aus­ gebildet ist. Mit einem solchermaßen erfindungsgemäß aus­ gebildeten Träger ist es möglich, an praktisch jeder konstruktiv günstigen Stelle durch das Isoliermaterial zu dringen und den Träger auf den Anker aufzusetzen. Es bedarf somit keiner Vorbearbeitung des Isoliermaterials vor dessen Einbau in den Ofen. Es liegt auch auf der Hand, daß im Falle einer Ofenreparatur und eines Austau­ sches eines oder mehrerer Heizelemente die Träger ohne großen Aufwand ggf. an anderen Stellen schnell und einfach durch das Isoliermaterial gedrückt und an den Ankern an­ geordnet werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Anord­ nung ist gekennzeichnet durch das Einbringen eines läng­ lichen Ankers in einen aus Fasermaterial bestehenden Isolationsmodul, Befestigen des Isolationsmoduls an einer Ofenwand, Einsetzen eines im wesentlichen S-förmigen Trä­ gers, in den aus Fasermaterial bestehenden Isolationsmo­ dul, wobei ein nach unten offenes Ende des S-förmigen Trägers über den länglichen Anker gehakt wird, Anordnen eines nach oben offenen Endes des S-förmigen Trägers außerhalb des Isolationsmoduls und Anordnen eines elek­ trischen Heizelementes auf dem nach oben offenen Ende des S-förmigen Trägers.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindug ist im folgenden anhand mehrerer Ausfüh­ rungsbeispiele sowie der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines elek­ trischen Ofens, bei dem die Heizwindungen oder Wicklungen entsprechend der Erfindung vorgesehen sind;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teils des Ofens gemäß Fig. 1, wobei Einzelheiten der Lagerung der Heizwicklungen vergrößert darge­ stellt sind;

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfin­ dung;

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Heiz­ wicklung, die mittels einer Isolierbaueinheit aus keramischen Fasern gemäß Fig. 4 gelagert ist;

Fig. 6 eine Stirnansicht eines S-förmigen Lagerteils, wie es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwendet wurde und bei dem nach Fig. 4 verwendet werden kann;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Gegenstands nach Fig. 6;

Fig. 8 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zur Durchführung der Erfindung und

Fig. 9 ein Querschnitt durch einen Gewölbeofen gemäß der Er­ findung.

Gemäß der Zeichnung, in der gleiche Elemente mit gleichen Bezugs­ ziffern versehen sind, zeigt Fig. 1 einen Teil eines Ofens 10 gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung. Er ist aus einer Anzahl metallischer Wände 12 aufgebaut, die ein Gehäuse des Ofens 10 definieren. Er ist iso­ liert, um Wärmeverluste zu verhindert und die Auswirkung des Ofens auf das in der Nähe befindliche Personal zu verringern. Es ist eine Vielzahl Materialien und Verfahren zur Isolation eines Ofens bekannt; die Erfindung zeigt ein Isolationssystem, das im Ofeninneren angeordnet ist im Gegensatz zu Systemen, die an der Ofenaußenseiten vorgesehen oder angeordnet werden können.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist eine Baueinheit 14 Ab­ messungen von etwa 0,3 × 0,3 × 0,01 m auf und besteht aus fe­ dernden keramischen Fasern, wobei die Fasern oder die Ebenen, in denen die Fasern liegen, so angeordnet sind, daß sie in senkrecht zu den Wänden 12 des Ofens verlaufenden Ebenen ange­ ordnet sind. Auch kann es sich bei den Baueinheiten um feste Ausführungen handeln, die mittels Vakuumformverfahren herge­ stellt werden, die zu einer relativ festen, nicht kompressiblen Baueinheit führen. In jedem Fall sind die Eigenschaften einer solchen Baueinheit dadurch gegeben, daß sie aus elektrisch und thermisch isolierendem Material bestehen.

Die Isolationsbaueinheiten aus keramischen Fasern oder die Blöcke 14 können auf vielfältige Weise am Ofengehäuse 12 oder an einer Schicht aus feuerfestem Stein 16 (Fig. 4) befestigt werden. Beispielsweise kann die Baueinheit 14 am Stahlgehäuse eines Ofens mittels eines anschweißbaren Ansatzes 18 befestigt werden, der in das Innere der Isolationsbaueinheit 14 einge­ setzt ist (siehe Fig. 3). Der anzuschweißende, metallische Ansatz 18 zur Befestigung der Isolationsbaueinheit aus kera­ mischen Fasern ist in den US-PS 37 06 870 und 39 93 237 be­ schrieben. Bei einer derartigen Anordnung kann der Ansatz dazu verwendet werden, am Ofengehäuse 12 ein expandiertes Metall­ substrat 20 zu befestigen, das an der Rückseite der Isolations­ baueinheit befestigt ist. Auch kann die Isolationsbaueinheit aus keramischen Fasern mittels Kleben am Stahlgehäuse 12 oder der Schicht aus feuerfesten Steinen 16 befestigt werden.

Selbstverständlich wird es unabhängig von dem verwendeten Iso­ liermaterial im Inneren des Ofens immer eine heiße Fläche 22 geben, die dem Inneren des Ofens zugewandt ist, sowie eine kalte Fläche 24, die die Fläche im Bereich des Ofengehäuses oder der Wandung ist. Die kalte Fläche 24 ist die Oberfläche des Isoliermaterials, die am Ofengehäuse oder der Wandung be­ festigt ist. Gemäß der Erfindung erstreckt sich eine Anzahl von S-förmigen Lagerteilen 26 aus der heißen Fläche 22 der Isolationsbaueinheit 14 heraus und bildet ein Lager für ein elektrisches Widerstandsheizelement 28, das in der Regel zur Erzielung eines größten Wirkungsgrades serpentinartig ange­ ordnet ist. Zur Verbesserung der thermischen Eigenschaften dieser Heizwicklung oder Heizwindung 28 wird diese in direktem Kontakt mit der Heizfläche 22 der Isolationsbaueinheit 14 an­ geordnet. Ein ringförmiger Abstandshalter 30 aus keramischem Material und ein Stab 32, ebenfalls aus keramischem Material werden gemäß Fig. 2 und 3 herangezogen, um die Heizwicklung unter einem geringen Abstand zur heißen Fläche der Isolations­ baueinheit anzuordnen.

Wenigstens ein Anker 34 ist im Inneren der Isolationsbauein­ heit 14 vorgesehen. Dieser Anker 34 ist vorzugsweise ein keramisches Rohr, das gleichermaßen wie der Abstandshalter 32 ausgebildet ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Anker mit einer Entfernung von etwa 25-50% der Dicke der Bau­ einheit bezüglich der heißen Fläche 22 anzuordnen. Dieser Anker 34 ist hinsichtlich seiner Länge vorzugsweise kürzer als die Breite der Baueinheit, um Störungen beim Zusammenbau oder der Installation der Baueinheit 14 an der Ofenwand 12 durch den Anker zu vermeiden. Wenn die Isolationsbaueinheit aus federn­ dem, faserigem Isoliermaterial besteht, wird eine leichte Kompression der Baueinheit während der Anordnung an der Ofen­ wand erleichtert. Dies kann ohne Vorhandensein eines durch eine Kante der Baueinheit hindurchtretenden Ankers bewirkt werden. Schließlich sollte ein gewisser Freiraum für die Wärme­ dehnung des Ankers zur Verfügung stehen, um ernsthafte End­ kompression zu verhindern.

Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist die Erfindung zwei Anker 34, einen ersten oberen Ankerstab 36 und einen zweiten oder unteren Ankerstab 38 auf. Nachdem die Baueinheit an der Wand mittels eines angeschweißten Ansatzes oder eines Klebers be­ festigt ist, wird das S-förmige Lagerteil 26 in die heiße Fläche 22 der Baueinheit 14 eingefügt. Es kann aus legiertem Stahl oder anderem Material hergestellt sein, das den Tempera­ turen in der Ofenkammer standhält. Wie beispielsweise aus Fig. 3 hervorgeht, ist ein Ende des Lagerteiles 26 mit einem nach unten weisenden Haken 40 hinter das die Isolationsbauein­ heit bildende faserige Material und über den darin eingebette­ ten Ankerstab 36 eingefügt. Das Lagerteil 26 weist hinreichende Länge auf, so daß nach Einhaken des nach unten weisenden Endes 40 in den Ankerstab 36 sich eine ausreichende Länge über die heiße Fläche 22 der Baueinheit erstreckt, um einen nach oben weisen­ den Haken 42 zu bilden, der mit einer oberen Schleife 44 des Heizelementes 28 zusammentrifft. Das Lagerteil 26 soll eine ausreichende Länge aufweisen, um eine Anordnung der Abstand­ halter 30 zwischen der heißen Fläche 22 der Baueinheit und dem Heizelement 28 zu ermöglichen. Wie bereits erwähnt han­ delt es sich bei dem Abstandhalter 30 um ein ringförmiges keramisches Teil. Demgegenüber sind jedoch wei­ tere zahlreiche Materialien und Formen einsetzbar.

Bei Lagerung oder Anordnung des Heizelementes im Bereich eines Mittelpunktes der oberen Schleifen 44 des Heizelementes 28 ver­ bleibt ein unterer Teil 46 des Heizelementes 28 mit Abstand von der heißen Fläche 22 mit im wesentlichen dem gleichen Ab­ stand wie die Dicke des Abstandhalters 30. Wenn jedoch das Heizelement an einer geneigten Wandung angeordnet werden soll oder wenn es notwendig ist, einen kontinuierlichen Abstand zwischen dem Element und der heißen Wand aufrechtzuerhalten, so kann eine Lagerung für den unteren Teil 46 des Heizelementes angebracht sein. Dies kann in ähnlicher Weise wie bei der Lagerung der oberen Schleife des Heizelementes bewerkstelligt werden.

Ein unteres Lagerteil 48 ist in die heiße Fläche der Isolations­ baueinheit und hinter die Faserisolation eingeführt, um mit dem zweiten Ankerstab 38 zusammenzuwirken, der in die Baueinheit eingebettet ist. Das untere Lagerteil ist gleich dem oberen Lagerteil 26 ausgebildet und zwar insoweit als Schleifen oder Haken an beiden Enden vorgesehen sind. Beim unteren Lagerteil 48 sind die Ebenen der an den beiden einander gegenüberliegen­ gen Enden vorgesehenen Haken jedoch um 90° gedreht. Diese 90° Drehung erleichtert einen Eingriff des Heizelementes 28 an ei­ ner Stelle längs eines Vertikalteils des unteren Endes 46. Der Abstandhalter 32 ist zwischen dem Heizelement 28 und der heißen Fläche 22 der Isolationsbaueinheit an dieser zweiten oder unteren Stelle angeordnet. Obgleich ein Abstandhalter 30, wie er bei dem oberen Lagerelement verwendet wurde, zum Einsatz gelangen kann, hat sich dennoch gezeigt, daß eine keramische Stange entsprechend dem Anker 38 als unterer Abstandhalter 32 gut verwendbar ist. Diese Stange aus keramischem Material wird zwischen dem Heizelement 28 und der heißen Fläche 22 der Baueinheit direkt oberhalb eines Teils 50 des unteren Lagerteils 48 angeordnet, welch letzteres sich aus der heißen Fläche heraus erstreckt.

Bei Verwendung einer Isolationsbaueinheit aus federnden keramischen Fasern kann das Lagerteil an jeder gewünschten Stelle längs der heißen Fläche der Baueinheit eingesetzt oder eingeschoben werden, da die Fasern leicht zur Seite bewegt werden, wenn das Lagerteil in diese heiße Fläche eingeführt wird. Die Baueinheit kann aus einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Streifen bestehen, die in bekannter Weise zur Bildung einer einzigen Baueinheit zusammengefügt sind. Es ist nicht erforderlich, daß die Laser­ teile an jeder einzelnen Stelle bezüglich der Schnittstellen dieser Streifen in die heiße Fläche der Baueinheit eingesetzt werden.

Es ist ersichtlich, daß ein mäanderförmig ausgebildetes elektrisches Widerstandsheizelement 28 im Inneren eines Ofens durch Anordnung einer Serie oberer Lagerteile 26 an die Anker­ stange 36 in der Baueinheit 14 gelagert ist. Angrenzende obere Lagerteile sind mit einem Abstand vorgesehen, der dem Abstand der Mittelpunkte der oberen Schleifen 44 des Heizelementes ent­ spricht. Bei geneigten Wänden oder Decken kann das Heizelement 28 sowohl an oder im Bereich der oberen Schleife 40 und an oder im Bereich der unteren Schleife 42 gemäß Fig. 9 befestigt sein. Der Fachmann erkennt, daß entweder das S-förmige Lagerteil 26 oder das um 90° gedrehte Lagerteil 48 oder diese beiden Lager­ teile miteinander beim Festlegen der Heizelemente an geneigten Wänden oder der Decke eines Ofens verwendet werden können. Obgleich vorteilhaft eine Baueinheit oder ein Modul mit zwei Ankerstäben 36 und 38 zum Einsatz gelangt, so können doch ge­ mäß der Erfindung Baueinheiten mit einem (siehe Baueinheit 14 nach Fig. 9) oder drei oder jeglicher beliebigen Anzahl von Ankerstäben gemäß der Erfindung hergestellt werden, wobei auch die Lagerteile 26 und 48 unterschiedliche Längen haben können, um ein flexibles System zur Lagerung von Heizelementen in Öfen unterschiedlichster geometrischer Abmessungen zur Verfügung zu stellen. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsge­ mäße Vorrichtung können auch zur Anordnung von Gasleitungen oder Gasstrahlen (nicht gezeigt) in gasbefeuerten Öfen (eben­ falls nicht gezeigt) herangezogen werden. In diesem Zusammen­ hang kann eine relativ gerade Gasleitung mittels einer Anzahl Lagerelemente 26 gemäß der Erfindung gehaltert werden. Mit einer derartigen Anordnung können viele Reihen von Gasstrahlen auf einfache Weise und schnell installiert werden.

In den Fig. 4-7 is ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung gezeigt. Fig. 4 zeigt eine Isolationsbaueinheit 54 aus keramischen Fasern, die im Wege der Vakuumformung hergestellt wurde. Eine derartige Baueinheit 54 ist relativ fest, und die Fasern sind in etwas sprödem Zustand. Es kann deshalb eine Anzahl von Einschnitten, Schnitten oder Schlitzen 56 längs der heißen Fläche 22 der Baueinheit 54 vorgesehen sein, um die Ein­ fügung eines relativ flachen Lagerteils 58 in die heiße Fläche zum Zwecke des Zusammenwirkens mit einer Ankerstange zu er­ leichtern. Diese Schlitze können vor oder im Anschluß an die Einfügung der Ankerstangen 36 und 38 angebracht werden.

Um jegliche unerwünschte Wärmeübertragung durch die Schlitze auf ein Mindestmaß zu verringern, wird ein relativ flaches Lagerteil 58 gemäß Fig. 6 und 7 verwendet. Es ist im wesent­ lichen S-förmig ausgebildet und weist eine geschärfte Kante 60 an einem Ende auf. Diese geschärfte Kante 60 erleichtert die Einführung des Lagerteils 58 in das keramische Fasermaterial der Isolation, insbesondere im Falle einer festen Isolier­ baueinheit, wobei dann die Kante 60 den Verzicht auf einen vorher eingeschnittenen Schlitz 56 erleichtert. Im Falle einer Baueinheit mit eingeschnittenen Schlitten oder Kerben 56 er­ leichtert die geschärfte Kante ein Zusammenwirken des Lager­ teiles 58 mit dem Ankerstab 36 oder 38.

Wie bereits obenerwähnt kann die relativ feste Isolationsbau­ einheit 54 mit Vorteil mit einem Kleber 62 am Metallgehäuse des Ofens oder an einer vorhandenen Schicht aus feuerfestem Stein angebracht werden. In beiden Fällen reicht die Festig­ keit des Klebers 62 aus, um das zusätzliche Gewicht des Heiz­ elementes 28, der Ankerstäbe 36 und 38 und des Lagerteils 58 aufzunehmen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Isolationsbaueinheit aus keramischen Fasern auf, die aus einer einzelnen Matte aus faserigem, federndem Isolations­ material hergestellt ist und die in Serpentin- oder Zieharmonika­ form gemäß Fig. 8 angeordnet ist. Ein Substrat oder eine andere (nicht gezeigte) Anordnung kann zur Aufrechterhaltung der struk­ turellen Integrität der so gebildeten Baueinheit verwendet wer­ den. Ein oberer Anker 66 sowie ein unterer Anker 68 mit zylin­ drischem oder U-förmigem Querschnitt sind jeweils in eine Falte 70 der Fasermatte entweder während oder im Anschluß an die Bildung der Baueinheit 64 eingesetzt. Auch im vorliegenden Fall können zur Erleichterung des Einführens eines Lagerteils in die heiße Fläche 22 und über die Anker 66 oder 68 Schlitze 72 vorgeschnitten sein. Zum Einsatz gelangen entweder drahtartige Lagerteile 26 oder 48 gemäß Fig. 3 oder relativ flache Lager­ teile 58 gemäß Fig. 6 und 7.

Es liegt auf der Hand, daß die Lagerteile zur Verwendung mit der Baueinheit 64 Schleifen an gegenüberliegenden Enden in der gleichen Ebene, d. h. bei einem oberen Lagerteil haben können oder daß wiederum eine Drehung von 90° vorliegt, wie im Falle der unteren Lager­ teile 48 nach Fig. 3. Der Einsatz eines relativ flachen Lager­ teils 58 gemäß Fig. 6 und 7 mit einer 90° Drehung liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Die Drehung wird an einer Stelle zwischen den Mittelteilen 74 an einer Stelle vorgenommen, die außerhalb der Baueinheit 64 zu liegen kommt.

Im Falle einer Isolationsbaueinheit 14 aus keramischen Fasern oder einer Baueinheit 64 mit faserigen, federnden keramischen Fasern erkennt man, daß bei Einführung des Lagerteils in die heiße Fläche 22 und bei Eingriffen mit dem Anker die keramischen Fasern dazu neigen, in Leerstellen vorzudringen oder zu expan­ dieren, die während des Einsetzens des Lagerteils erzeugt worden sind. Im Falle einer festen Isolationseinheit 54 aus keramischen Fasern expandieren die umgebenden Faser jedoch nicht in einen gebildeten Schlitz 56. In diesem Fall wird eine kleine Menge faserigen Materials od. dgl. in den Schlitz nach Einfügung des Lagerteils 58 eingebracht. Auf diese Weise wer­ den heiße Stellen verringert, die als Ergebnis eines kleinen Bereiches verringerter Isolationsmaterialdicke zwischen dem Inneren des Ofens und der Ofenwand auftreten können.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vor­ richtung erbringt eine Reihe wesentlicher Vorteile. Insbesondere können elektrische Heizelemente in der Ofenkammer ohne Anbrin­ gung einer Anzahl von Ansätzen am Ofengehäuse gelagert werden. Die Erfindung ermöglicht darüber hinaus die Lagerung elektrischer Heizelemente sowohl horizontal als auch vertikal oder unter jedem dazwischen liegenden Winkel. Austausch oder Reparatur nicht funktionierender elektrischer Heizelemente können schnell und auf einfache Weise durchgeführt werden. Sofern ein elektrisches Heizelement mit identischen Abmessungen wie das zu ersetzende Element nicht greifbar ist, können die Lagerteile zum Ausgleich der unterschiedlichen Geometrie versetzt werden. Das bedeutet, daß bei unterschiedlichem Abstand der Mittelpunkte der oberen Schleife die Lagerelemente auf einfache Weise in eine neue Stellung am Anker verschoben werden können.

Bei der Benutzung der Erfindung sind keine Spezialwerkzeuge erforderlich. Zum Einbau der elektrischen Heizelemente sind keine hochqualifizierten Fachkräfte erforderlich.

Die in direktem Kontakt mit dem Heizelement befindliche Vor­ richtung ist unabhängig von der Hartware, die zur Anordnung des die Isolationsbaueinheit tragenden Ankers an die Ofenwandung benutzt wird. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise thermische Spannungen vermieden, die auf diese Hartware als Ergebnis der Leitung zwischen dem Heizelement und der Anfügungshartware über­ tragen werden könnten. Wenn die in direktem Kontakt mit dem Ofengehäuse befindliche Vorrichtung ebenfalls in direktem Kon­ takt mit den Heizelementen ist, können heiße Stellen längs des Ofengehäuses als Ergebnis der Leitung auftreten. Diese heißen Stellen beeinflussen sowohl die Baufestigkeit des Lagersystems der Heizelemente und erzeugen auch Gefahren für das in der Nähe des Ofens befindliche Personal.

Claims (20)

1. Anordnung eines elektrischen Heizelements in einem Ofen mit einem innerhalb der Ofenisolierung angeord­ neten und eingebetteten Anker und einem an diesem befestigten, an einem Ende nach oben geöffneten Trä­ ger zur Lagerung des Heizelements, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (26, 58) im wesentlichen S-förmig und zum Eindringen beim Einsetzen in das zwischen der heißen Oberfläche (22) und dem Anker (34, 36, 38) befindliche Isoliermaterial ausgebil­ det ist.

2. Anordnung eines elektrischen Heizelements in einem Ofen mit einem innerhalb der Ofenisolierung angeord­ neten und eingebetteten länglichen Anker und einem an diesem befestigten an einem Ende nach oben geöff­ neten Träger zur Lagerung des Heizelements, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenisolierung eine heiße und eine kalte Fläche (22, 24) aufweisende Isola­ tionsmodule (14, 54, 64) umfaßt, die jeweils aus streifenförmig angeordneten Keramikflies bestehen, wobei die Ebenen der Streifen im wesentlichen senk­ recht zur heißen Fläche (22) verlaufen, daß der längliche Anker (34, 36, 38) in der Ebene der Strei­ fen angeordnet ist, daß das dem nach oben geöffne­ ten Ende (42) des Trägers gegenüberliegende Ende (40) zum Eindringen in das zwischen der heißen Fläche (22) und dem Anker (34, 36, 38) befindliche Isoliermaterial ausgebildet ist und mit dem Anker (34, 36, 38) an jeder gewünschten Stelle längs des Ankers (34, 36, 38) in Eingriff bringbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsmodul (14, 64) aus elastischen ke­ ramischen Fasern besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Isolationsmodul (54) aus festen ke­ ramischen Fasern besteht.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsmodul (64) aus einer einzigen Matte aus elastischem Faserflies aus Keramikmaterial besteht.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserflies sinusförmig angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anbringen des Isolationsmo­ duls (14, 54, 64) an der Ofenwand (12) an die Ofen­ wand angeschweißte Zapfen (18) vorgesehen sind, die im Abstand von dem Anker (34, 36, 38) angeordnet sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen S-förmige Träger (26, 58) aus Metall besteht.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (34, 36, 38) als Stange aus Keramik ausgebildet ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen S-förmige Träger (26, 58) als zweiseitiger Haken ausgebildet ist, wobei die Ebene des Hakens an dem einen Ende ge­ genüber der Ebene des Hakens an dem anderen Ende um etwa 90° verdreht ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen S-förmige Träger (26, 58) eine scharfe Kante (60) zum Zerschnei­ den der Isolierung zwischen der heißen Oberfläche (22) und dem Anker (34, 36, 38) beim Einsetzen des im wesentlichen S-förmigen Trägers (26, 58) in die Iso­ lierung aufweist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrischen Heizelement (28) und der heißen Fläche (22) des Iso­ liermaterials ein Distanzstück (30, 32) vorgesehen ist, mit welchem eine direkte Berührung des Heiz­ elements (28) und der heißen Oberfläche (22) verhin­ dert wird.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (30) als Ring aus Keramik ausge­ bildet ist.

14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (32) als Stange aus Keramik aus­ gebildet ist.

15. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

• - Einbringen eines länglichen Ankers (34, 36, 38) in einem aus Fasermaterial bestehenden Isolationsmodul (14, 54, 64);
• - Befestigen des Isolationsmoduls (14, 54, 64) an einer Ofenwand (12);
• - Einsetzen eines im wesentlichen S-förmigen Trägers (26, 58) in den aus Fasermaterial bestehenden Iso­ lationsmodul (14, 54, 64), wobei ein nach unten offenes Ende (40) des S-förmigen Trägers (26, 58) über den länglichen Anker (34, 36, 38) gehakt wird;
• - Anordnen eines nach oben offenen Endes (42) des S-förmigen Trägers (26, 58) außerhalb des Isola­ tionsmoduls (14, 54, 64) und
• - Anordnen eines elektrischen Heizelements (28) auf dem nach oben offenen Ende (42) des S-förmigen Trägers (26, 58).

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Befestigen des Isolationsmoduls (14, 54, 64) an der Ofenwand (12) das Isoliermaterial auf einen an der Ofenwand (12) befestigten Zapfen (18) aufgesteckt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Befestigen des Isoliermaterials an der Ofenwand (12) das Isoliermaterial an die Ofenwand (12) geklebt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einsetzen des im wesent­ lichen S-förmigen Trägers (26, 28) zwischen der Ober­ fläche (22 ) des Isolatinsmoduls (14, 54, 64) und dem Anker (34, 36, 38) ein Schlitz (56) ausgebildet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen S-förmige Träger (58) eine scharfe Kante (60) aufweist, mit der der Schlitz (56) im Isolationsmodul (54) beim Einset­ zen des im wesentlichen S-förmigen Trägers (58) aus­ gebildet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anordnen des elektrischen Heizelements (28) zwischen dem Heizelement (28) und der Oberfläche (22) des Isolationsmoduls (14, 54, 64) ein Abstand ausgebildet wird.