DE2815042C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmedämmende Verbund­ wand, mit einer gas- und flüssigkeitsdichten, kälte­ beständigen Innenwand, einer tragenden Außenwand so­ wie mit einer Lage von zwischen Innenwand und Außen­ wand angeordneten wärmeisolierenden Tafeln, die unter Belassung eines Zwischenraumes an der Außenwand be­ festigt sind, wobei in den Fugen zwischen den Tafeln Abdichtungselemente angeordnet sind und der Zwischen­ raum zwischen Außenwand und Tafeln mit wärmedämmendem Material gefüllt ist.

Derartige Verbundwände werden für den Bau von Behäl­ tern zur Lagerung oder zum Transport von sehr kalten Flüssigkeiten, beispielsweise von Flüssiggas verwendet. Dabei kann die tragende Außenwand der Verbund­ wand gegebenenfalls zugleich die äußere Behälterwand z. B. der Schiffsrumpf sein.

Bei einer nach dem Stande der Technik (US-PS 31 12 043) bekannten Verbundwand der genannten Art ist der Zwischenraum zwischen Außenwand und Tafeln mit Formstücken aus wärmedämmendem Material ange­ füllt. Diese Formstücke können beispielsweise aus ge­ eigneten Blöcken aus Polyurethanschaum bestehen. Bei der Verwendung solcher Blöcke ist es allerdings außer­ ordentlich schwierig, den Zwischenraum zwischen den Tafeln und der tragenden Außenwand vollständig auszu­ füllen. Die tragende Außenwand ist an ihrer Innensei­ te nämlich oft nicht ganz eben, sondern weist Uneben­ heiten und Vorsprünge auf, die den Zwischenraum zwi­ schen den Tafeln und der tragenden Außenwand unter­ schiedlich breit machen. Die in den Zwischenraum ein­ zufügenden Blöcke aus Isoliermaterial müssen also ein erhebliches Untermaß haben, um überhaupt in dem Zwi­ schenraum untergebracht werden zu können. Die verblei­ benden Hohlräume können sich beispielsweise mit Was­ ser füllen, wodurch sich unerwünschte Kältebrücken nach außen ergeben. Ein weiteres Problem besteht da­ rin, daß die in dem Zwischenraum lose angeordneten Füllkörper den Tafeln keinen oder einen nur unzurei­ chenden Halt an der tragenden Außenwand vermitteln können. Die Tafeln müssen also ausschließlich von Befestigungsmitteln gehalten werden, die sich zwi­ schen der tragenden Außenwand und den Tafeln er­ strecken.

Nach dem Stande der Technik (FR-OS 22 86 305) ist ei­ ne ähnlich aufgebaute Verbundwand bekannt, bei der allerdings die Tafeln großflächig mit der tragenden Außenwand verklebt sind. Dabei ist die Klebstoff­ schicht zwischen der Außenseite der Tafeln und der Innenseite der tragenden Außenwand allerdings so dünn bemessen, daß etwaige Unregelmäßigkeiten der tragen­ den Außenwand nicht ausgeglichen werden können. Zur Herstellung der großflächigen Verklebung wird bei die­ ser vorbekannten Verbundwand der Klebstoff zwischen den Tafeln und der tragenden Außenwand zunächst punkt­ förmig angeordnet und anschließend durch Anpressen der Tafeln gegen die Außenwand großflächig verteilt. Das Anpressen der Tafeln gegen die Außenwand erfolgt hier mit Hilfe von Befestigungsmuttern, welche auf mit der tragenden Außenwand verschweißte Gewindebol­ zen aufschraubbar sind und die Tafeln gegen die tra­ gende Außenwand anpressen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Verbundwand der ein­ gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß Unregelmäßigkeiten an der Innenseite der tragenden Verbundwand besser ausgeglichen werden können, daß eine vollständige Verfüllung des Zwischenraumes mit wärmeisolierendem Material gewährleistet ist und au­ ßerdem ein besserer Verbund zwischen den Tafeln und der tragenden Außenwand hergestellt ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein vorteilhaftes Ver­ fahren zur Herstellung einer solchen Verbundwand zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend von einer Verbundwand der eingangs genannten Art vor, daß das den Zwischenraum ausfüllende Material ein am Ort expandierter, zelliger Werkstoff ist, durch welchen die Tafeln mit der Außenwand ver­ klebt sind, wobei der Zwischenraum eine Dicke hat, die zum Ausgleich von Unebenheiten der Außenwand aus­ reicht.

Bei der Verbundwand gemäß der Erfindung füllt der in situ expandierte, zellige Werkstoff den Zwischenraum zwischen der tragenden Außenwand und den Tafeln voll­ ständig aus. Da er in situ expandiert ist, paßt sich die Materialstärke überall automatisch der Breite des Zwischenraumes an und stellt gleichzeitig eine groß­ flächige Klebeverbindung zwischen den Tafeln und der tragenden Außenwand her. Diese großflächige Klebever­ bindung schafft einen wesentlich besseren Verbund zwi­ schen den Tafeln und der Außenwand. Auf weitere Vor­ teile dieser in situ expandierten Materialschicht wird in der Beschreibung des Ausführungsbeispieles näher eingegangen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Verbund­ wand gemäß der Erfindung ist das den Zwischenraum aus­ füllende Material aus einer Gruppe von Werkstoffen ausgewählt, die expandierende Epoxidharze und expan­ dierende Polyurethanharze umfaßt. Diese Werkstoffe ex­ pandieren verhältnismäßig langsam und härten auch erst spät aus, so daß es während des langsam ablaufen­ den Expansionsvorganges nicht zu einer Verlagerung der Tafeln durch einen sich ausbildenden zu hohen Ex­ pansionsdruck kommt und vor dem Aushärten genügend Zeit bleibt, den Zwischenraum zwischen den Tafeln vollständig auszufüllen.

Zweckmäßig weisen die wärmeisolierenden Tafeln einen Körper aus zelligem Kunststoff, insbesondere aus Poly­ urethanschaum oder Polyvinylchloridschaum auf. Körper aus diesen Materialien haben eine ausgezeichnete Festigkeit und darüber hinaus sehr gute wärmeisolieren­ de Eigenschaften.

Zweckmäßig weist weiterhin die der tragenden Außen­ wand zugewandte Fläche der Körper der wärmeisolieren­ den Tafeln eine kräfteverteilende Platte, insbesonde­ re aus Sperrholz oder geschichtetem Holz auf. Diese kräfteverteilende Platte verleiht den Tafeln eine aus­ reichende Festigkeit gegenüber dem Expansionsdruck des expandierenden Materials. Nach dem Aushärten die­ ses Materials wirkt diese kräfteverteilende Platte ge­ wissermaßen als in das wärmeisolierende Material ein­ gebettete Bewehrung der Verbundwand.

Um die wärmeisolierenden Tafeln vor der Expansion des expandierenden Werkstoffes in der richtigen Position festlegen zu können und während des Expansionsvorgan­ ges in dieser Position festzuhalten, weist die Ver­ bundwand gemäß der Erfindung vorteilhaft zusätzliche Befestigungs­ mittel zur Befestigung der wärmeisolierenden Tafeln an der tragenden Außenwand auf. Diese Befestigungsmit­ tel können im Bedarfsfall nach der Expansion des ex­ pandierenden Werkstoffes wieder entfernt werden; sie können jedoch ebensogut in der Verbundwand verbleiben.

Weiterhin wird zweckmäßig die Innenwand von einem Be­ lag aus biegsamem, beschichtetem Material gebildet, welcher mit der der tragenden Außenwand abgewandten Seite der Tafeln verbunden ist. Auf diese Weise ist der die Innenwand bildende Belag integraler Bestand­ teil der Verbundwand und wird von deren tragender Außenwand mitgetragen. Infolgedessen ist es nicht not­ wendig, eine selbsttragende Innenwand aus Metall ein- zubauen, wie dies beim gattungsbildenden Stand der Technik notwendig war.

Die Erfindung hat weiterhin ein Verfahren zur Herstel­ lung einer wärmedämmenden, gas- und flüssigkeitsun­ durchlässigen Verbundwand gemäß der Erfindung zum Ge­ genstand, welches sich dadurch kennzeichnet, daß als am Ort expandierender Werkstoff ein langsam expan­ dierender und aushärtender Werkstoff verwendet wird, daß dieser Werkstoff auf eine der den Zwischenraum begrenzenden Flächen aufgebracht wird, wobei die ein­ zubringende Menge derart bemessen wird, daß der Zwi­ schenraum nach dem Expandieren vollständig ausgefüllt ist, daß anschließend die Tafeln in ihrer Endstellung bezogen auf die tragende Wand festgelegt und während der nachfolgenden Expansion des Werkstoffes in Posi­ tion gehalten werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es auf besonders einfache Weise, die Verbundwand gemäß der Erfindung besonders maßhaltig und mit verhältnismäßig geringem Herstellungsaufwand herzustellen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung sieht vor, daß während der Expansion die wärmeisolierenden Tafeln insbesondere mit Hilfe von Befestigungsmitteln und unter Aufbringung eines auf die Tafeln einwirken­ den geeigneten Gegendruckes, insbesondere eines Druckes von höchstens 0,1 Bar, in ihrer Endstellung ge­ halten werden. Diese Maßnahme verhindert sicher eine Verlagerung der wärmeisolierenden Tafeln während des Expansionsvorganges.

Zweckmäßig wird beim Verfahren gemäß der Erfindung als am Ort expandierender Werkstoff eine Mischung aus Epoxidharz oder Polyurethanharz mit einem Härte­ mittel und einem Expansionsförderer verwendet, die kurz zuvor zubereitet worden ist. Eine solche Mi­ schung expandiert verhältnismäßig langsam, so daß die auftretenden Expansionsdrücke verhältnismäßig gering sind und bis zum Aushärten des Werkstoffes eine ver­ hältnismäßg lange Zeit vergeht, innerhalb derer alle Bereiche des Zwischenraumes vollständig ausgefüllt werden können.

Falls als Befestigungsmittel für die Tafeln Bolzen verwendet werden, sieht das Verfahren gemäß der Erfin­ dung bevorzugt vor, daß zunächst Bolzen auf der tragenden Wand befestigt werden und daß die verschiedenen wärme­ isolierenden Tafeln der Lage in ihrer Endstellung mit Hilfe von Halterungsmitteln gehalten werden, die mit den Bolzen zusammenwirken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ver­ bundwand gemäß der Erfindung im Bereich eines Flächenwinkels;

Fig. 2 eine perspektivische Darstel­ lung eines Teiles der Verbund­ wand gemäß der Erfindung, in welcher einige wärmeisolierende Tafeln weggelassen sind und der die Innenwand bildende Belag im Teilriß dargestellt ist;

Fig. 3 eine Einzeldarstellung der Be­ festigungsmittel der wärmeiso­ lierenden Tafeln;

Fig. 4 einen Schnitt durch den Flächen­ bereich der Verbundwand gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 4 mit einer abgewandelten Aus­ führungsform der Fugenabdich­ tung;

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 4 mit einer weiteren abgewandel­ ten Ausführungsform der Fugen­ abdichtung;

Fig. 7 schematisch eine Draufsicht auf eine Verbundwand gemäß der Er­ findung mit einer besonderen Anordnung der wärmeisolierenden Tafeln;

Fig. 8 und Fig. 9 Querschnitte durch die Verbund­ wand gemäß der Erfindung mit weiteren Ausführungsformen der Fugenabdichtung.

Fig. 1 zeigt eine selbsttragende Außenwand 1 aus Me­ tall, zum Beispiel die Doppelhülle eines Schiffsrump­ fes, welche gegebenenfalls eine sekundäre Dichtsperre bildet. An der Außenwand 1 ist eine wärmeisolierende Lage 2 aus nebeneinander angeordneten wärmeisolieren­ den Tafeln befestigt, die an der Innenseite von einer widerstandsfähigen, kältefesten und flüssigkeitsdich­ ten Innenwand 3 aus biegsamem, geschichtetem Material abgedeckt werden. Die wärmeisolierenden Tafeln können rechteckig ausgebildet sein, wie zum Beispiel die Ta­ feln 4 b, welche die Flächenbereiche der selbsttragen­ den Außenwand 1 abdecken. Sie können aber auch als längliche, rechteckige Stützstreifen, zum Beispiel 5 a, 5 b ausgebildet sein, die beiderseits eines Flä­ chenwinkels 6 der Verbundwand angeordnet sind. Zwi­ schen den beiden Stützstreifen 5 a und 5 b ist ein Win­ kelstück 7 eingelegt, welches z. B. aus dem­ selben Material wie die Stützstreifen 5 a, 5 b und die Tafeln 4 b besteht und mit Hilfe eines Klebers an die jeweiligen Flanken bzw. Seitenflächen der Stützstrei­ fen 5 a, 5 b angeklebt ist.

Jede wärmeisolierende Tafel besteht aus einem Körper­ teil 8 aus zelligem Kunststoff, insbesondere aus Poly­ urethanschaum oder Polyvinylchloridschaum, aus einer Sperrholzschicht 9, die mit dem Körperteil 8 durch Kleben verbunden ist, sowie aus einem Belag 10 aus geschichtetem Material mit wenigstens vier übereinan­ derliegenden Schichten, und zwar einer Außenschicht aus Glasfasergewebe, einer Zwischenschicht aus Me­ tall, wie zum Beispiel Aluminium, rostfreiem Stahl oder Invar-Stahl, einer weiteren Schicht aus Glasfa­ sergewebe und schließlich einer Innenschicht, die mit der Flüssigkeit oder mit dem verflüssigten Gas, die bzw. das im Innenraum 11 des durch die erfindungsgemä­ ße Verbundwand isolierten Behälters enthalten ist, in Berührung steht und aus einem Elastomer, wie zum Bei­ spiel einem elastomeren Polyurethan oder einem zwecks Verformbarkeit entsprechend behandelten Epoxidharz be­ steht.

In den verschiedenen Figuren sind die oben aufgeführ­ ten Bestandteile der wärmeisolierenden Tafeln durch die allgemeinen Bezugszeichen 8, 9 und 10 mit jeweils einem kennzeichnenden Buchstaben bezeichnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bestehen die Körperteile der Stützstreifen 5 a und 5 b sowie das Winkelstück 7 aus Polyurethanschaum hoher Dichte (zum Beispiel in der Größenordnung von 150 bis 200 kg/m³), während der Körper der Tafeln wie zum Beispiel 4 b aus Polyurethanschaum mittlerer Dichte, zum Beispiel in der Größenordnung von 80 kg/m³ bestehen. Selbstver­ ständlich können diese verschiedenen wärmeisolieren­ den Elemente auch aus Polyvinylchlorid bestehen.

Fig. 1 zeigt die Befestigung der Stützstreifen 5 a und 5 b auf der selbsttragenden Außenwand 1. Zu diesem Zweck sind Bolzen wie zum Beispiel 12 und 13 in mäßigen Abständen in dem mittleren Bereich der Stütz­ streifen 5 a, 5 b an der Außenwand 1 angeschweißt. Senk­ recht zu jedem Bolzen 12, 13 sind die Stützstreifen 5 a, 5 b mit zylinderförmigen Ausnehmungen wie zum Bei­ spiel 14 für den Bolzen 12 und 15 für den Bolzen 13 versehen, deren Böden mit einer axialen Bohrung wie zum Beispiel 16 für die Ausnehmung 14 und 17 für die Ausnehmung 15 versehen sind, wobei die jeweiligen Bol­ zen 12, 13 jeweils die entsprechende axiale Bohrung durchsetzen. Der Boden einer jeden Ausnehmung 14 oder 15 ist durch eine Scheibe aus Sperrholz verstärkt, die z. B. auf den genannten Boden aufgeklebt ist. Zur Befestigung der Stützstreifen 5 a und 5 b an der selbsttragenden Außenwand 1 mit Hilfe der genann­ ten Bolzen 12 und 13 werden die Ausnehmungen mit ih­ rem Boden mit Hilfe von Muttern 19 und 20 festge­ spannt, wobei die genannten Muttern 19 und 20 mit Hil­ fe eines Bindemittels, zum Beispiel eines Epoxidkle­ bers gesichert sind. Die Ausnehmungen wie zum Bei­ spiel 14, 15 sind mit Bohrkernen aus wärmeisolieren­ dem Material wie zum Beispiel mit dem Bohrkern 21 für die Ausnehmung 14 und dem Bohrkern 22 für die Ausneh­ mung 15 versehen, wobei die genannten Bohrkerne aus demselben Material wie die Körper 8 a oder 8 c und die Stützstreifen 5 a, 5 b bestehen und mit Hilfe eines Bin­ demittels wie zum Beispiel eines Epoxidharzes oder einer Polyurethankleberverbindung mit dem Körperteil der genannten Stützstreifen dicht verbunden sind.

Die Zwischenräume zwischen den Stützstreifen wie zum Beispiel 5 b und den Tafeln wie zum Beispiel 4 b werden mit Dichtungsleisten 24, 25 aus wärmeisolierendem Ma­ terial gefüllt, welche die Befestigungs­ mittel der wärmeisolierenden Elemente an der tragen­ den Außenwand abdecken. Anhand der Fig. 4, 5 und 6 werden die genannten Dichtungsleisten und Befesti­ gungsmittel, die sich in den Zwischenräumen zwischen den Tafeln befinden, nachfolgend näher erläutert.

Die Fugen zwischen den Stützstreifen 5 a, 5 b und den angrenzenden Tafeln 4 b sind durch eine Fugenleiste 23 aus demselben beschichteten Material wie der Belag 10 a, 10 b und 10 c überdeckt, so daß man eine kontinu­ ierliche Innenwand 3 erhält, die wärmefest, wider­ standsfähig und flüssigkeitsdicht ist und die Primär­ sperre der Verbundwand bildet. Die Streifen des Bela­ ges 10 c und 10 a verlängern sich jeweils in 10 c′ und 10 a′ auf diejenigen abgeschrägten Flanken der Stütz­ streifen 5 a und 5 c, welche das Winkelstück 7 ein­ schließen. Außerdem ist zwischen dem Winkelstück 7 und der Fugenleiste 24 ein Füllungs- bzw. Dichtungs­ material angeordnet, so daß die Innenwand 3 im Be­ reich des Flächenwinkels 6 eine regelmäßige, falten- und spitzenfreie Form erhält.

Die Stützstreifen wie zum Beispiel 5 a und 5 b sind in Höhe der Bohrkerne 21 und 22 auf mit den Bolzen 12 und 13 fest verbundenen Abstützmitteln abgestützt, welche aus Scheiben 32, 33 bestehen, welche bis zu einer vorbestimmten Höhe auf die Bolzen 12 und 13 auf­ geschraubt sind, so daß man auf diese Weise die ge­ naue endgültige Stellung der isolierenden Tafeln be­ stimmen kann. Durch diese Maßnahme wird der Expansion eines expandierenden Materials 18, welches nach der Anbringung der wärmeisolierenden Elemente die Verbin­ dung zur tragenden Außenwand herstellt, eine Grenze gesetzt. Dieser wesentliche Vorgang wird weiter unten noch im einzelnen erläutert.

Die Fig. 2 ist eine Darstellung in der Perspektive mit Teilriß, in welcher die verschiedenen Bestandtei­ le mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeich­ net sind. Die Ausnehmungen 34 bis 37 der Stützstrei­ fen 5 a und 5 b sind ohne die zugehörigen Bohrkerne dar­ gestellt, so daß man die Enden der Bolzen, wie zum Beispiel das Ende des Bolzens 38 für die Ausnehmung 36 sehen kann. Diese Figur zeigt die Befestigung der Tafeln 4 a, 4 b und 4 c an der selbsttragenden Außenwand 1 mit Hilfe von Bolzen 39 bis 42, wobei diese Befesti­ gung ähnlich vorgenommen wird, wie oben anhand von Fig. 1 für die Bolzen 12 und 13 der Stützstreifen 5 a und 5 b erläutert worden ist. Die in den Zwischenräu­ men 43 und 44 vorgesehenen Tafeln sind in Fig. 2 nicht dargestellt, damit die Dichtung zwischen den fluchtend angeordneten Stützstreifen 5 a und 5 a′ einer­ seits und 5 b und 5 b′ andererseits ersichtlich wird. Die Dichtung zwischen den Stützstreifen 5 a und 5 a′ weist eine Folie aus wärmeisolierendem und klebendem Material 45 auf, welche an den in bezug auf die selbsttragende Außenwand 1 schräg geneigten Kanten der genannten Stützstreifen angeordnet ist. Das Mate­ rial der Folie ist zum Beispiel ein thixotropes Kle­ bemittel oder ein Kitt mit vergleichbaren Eigenschaf­ ten.

Die Abdichtung zwischen den Stützstreifen und den an­ grenzenden vollen Tafeln wird zum Beispiel mit Hilfe von Dichtungsleisten 64 oder 65 erzielt, die ähnlich wie die Dichtungsleisten 58 in den Fig. 4, 5 und 6 ausgeführt sind und in der Folge näher beschrieben werden. Die Dichtungen zwischen den anliegenden vol­ len Tafeln bestehen aus einem zelligen Kunststoff, welcher in die Zwischenräume 66 oder 67 eingespritzt wird.

Die Fig. 2 zeigt auch eine die Primärsperre bildende Innenwand 3′ aus einem geschichteten Material, wel­ ches die gleiche Zusammensetzung wie das in Zusammen­ hang mit Fig. 1 erläuterte geschichtete Material des Belages 10 aufweist, jedoch andersartig angeordnet ist, da in Fig. 2 die Innenwand 3′ aus einer Folge von breiten, gleichlaufenden Streifen besteht, die senkrecht zu der größten Abmessung der rechteckigen vollen Tafeln 4 a, 4 b und 4 c verlaufen. Die Belagstrei­ fen der Innenwand 3′ überlappen sich gegenseitig mit ihren jeweiligen Rändern, wie das zum Beispiel an den Streifen 47 und 48 ersichtlich ist, und sind nach der endgültigen Anbringung der wärmeisolierenden Tafeln mit diesen verklebt, wobei der linke Rand des Strei­ fens 48 den rechten Rand des Streifens 47 überlappt und auf diesen aufgeklebt ist.

Die Einzelheit gemäß Fig. 3 zeigt die selbsttragende Außenwand 1, einen an derselben bei 49 a angeschweiß­ ten Bolzen 49 sowie eine Metallscheibe 49 b mit einem axialen Kragen 49 c, die auf den Bolzen 49 aufge­ schraubt ist und ein mit Hilfe des Gewindes höhenver­ stellbares Abstützmittel für die wärmedämmenden Ta­ feln bildet. Obwohl der Einsatz derartiger Abstütz­ mittel durch das Vorhandensein des in situ expandier­ ten Materials 18 nicht absolut notwendig ist, ist er jedoch günstig, da diese Abstützmittel eine posi­ tive Vorbestimmung der endgültigen Stellung der Ta­ feln bei der Errichtung der erfindungsgemäßen Verbund­ wand ermöglichen, wobei die Stellung der Scheibe 49 b die maximale Expansion des in situ expandierenden Materials 18 im Laufe der Errichtung der genannten Wandung begrenzt. Jede ungewollte Wanderung der Schei­ be 49 b auf dem Gewinde des Bolzens vor der Anbringung der wärmeisolierenden Elemente kann durch den Einsatz einer nicht dargestellten Gegenmutter oder durch Auf­ tragen von Bindemittel auf das genannte Gewinde ver­ hindert werden.

Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsform der Verbundwand hat ebenfalls ei­ ne Lage 2 aus wärmeisolierenden Elementen sowie eine Innenwand 3 aus geschichtetem Material, welches die Primärschranke bildet. Die dargestellten Elemente sind in diesem Fall vollwandige Tafeln 50 a und 50 b, wobei mit 18 auch hier das zwischen den Tafeln und der selbsttragenden Außenwand 1 in situ expandiertem Material bezeichnet ist. Jede Tafel, wie zum Beispiel 50 a, besteht aus einem Körperteil 51 aus zelligem Kunststoff, zum Beispiel Polyurethanschaum oder Poly­ vinylchloridschaum mittlerer Dichte, aus einer Sperr­ holzplatte 52, auf der der selbsttragenden Außenwand 1 zugewandten Seite sowie aus einem Belag 53 aus bieg­ samem, mechanisch festem, kältebeständigem und ge­ schichtetem Material, welches auf der Innenseite des Körpers 51 angeordnet ist und die Innenwand bildet. Mindestens einige der Ränder der Tafel 52, wie zum Beispiel die Ränder 52 a und 52 b in Fig. 4, ragen über die Flanken des Körperteils 51 hinaus und sind durch Abstützmittel unterstützt, die aus Metallscheiben wie zum Beispiel 54 bestehen, welche auf eine Reihe von regelmäßig angeordneten Gewindebolzen wie zum Bei­ spiel 55 aufgeschraubt sind. Flache Metallscheiben 56 sind zwischen der Innenfläche der Ränder wie zum Beispiel 52 der angrenzenden Tafel mit den Spannmut­ tern, wie zum Beispiel 57 zwischengelegt, wobei diese Muttern, bevor sie festgezogen werden, mit Hilfe ei­ ner auf das Gewinde aufgetragenen Bindemittelzusammen­ setzung gesichert werden können. Die entgegengesetzt abgeschrägten Flanken der angrenzenden Tafeln 50 a und 50 b begrenzen eine Fuge bzw. einen Zwischenraum 60, der durch eine Leiste 58 zum Beispiel aus dem glei­ chen wärmeisolierenden Material wie das Körperteil der jeweiligen Tafel 50 a und 50 b gefüllt ist und mit den schräg geneigten Flanken der genannten Tafel mit Hilfe einer Bindemittelzusammensetzung wie zum Bei­ spiel eines Epoxid- oder Polyurethanklebers verbunden ist. Eine Fugenüberdeckungsleiste 59 aus dem gleichen geschichteten Material wie die Schicht 53, die die isolierenden Körperteile 51 deckt, wird auf die Innen­ fläche der Leiste 58 sowie auf die gegenüberliegenden Ränder der Beläge der Tafeln 50 a und 50 b geklebt, so daß die Dichtigkeit der Primärschranke gewährleistet ist. Aus Fig. 5 sind die gleichen Elemente wie aus Fig. 4 ersichtlich. Die Fig. 5 zeigt, daß die Mate­ rialleiste 58 aus einem vorgefertigten Stück bestehen kann, welches vorgeformt ist und in den Zwischenraum 60 zwischen den Tafeln 50 a und 50 b eingezwängt wird, die bereits mit dem Belag 53 versehen sind. Während der Einführung der Leiste 58 in den Zwischenraum 60 ist letztere von jeder Fugenüberdeckungsleiste bzw. jedem Belag aus geschichtetem Material frei. Die ge­ nannte Fugenüberdeckungsleiste wie zum Beispiel 59 wird vielmehr erst nach dem Einsetzen der genannten Leiste 58 aufgetragen. Um die notwendige Dichtigkeit der wärmeisolierenden Wandschicht zu erzielen, sind die abgeschrägten Flanken 58 a und 58 b der Leiste 58, die mit den abgeschrägten Flanken 61 a und 61 b der Ta­ feln 50 a und 50 b in Berührung gebracht werden, mit einer Bindemittelzusammensetzung wie zum Beispiel ei­ nem Epoxidkleber beschichtet.

Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Anbringung der Dichtleiste 58. In diesem Fall wird zwischen den Tafeln 50 a und 50 b Polyurethanschaum eingespritzt, welcher dann härtet. Die obere Fläche des eingespritz­ ten Schaumes wird dann bis zur Höhe der Innenwand 3 abgeschliffen. Alternativ kann - um die Schleifarbeit zu vermeiden - auch nach dem Einspritzvorgang eine Schalungsplatte in der gewünschten Höhe aufgelegt wer­ den. Dann wird die Fugenüberdeckungsleiste 59 auf die Leiste 58 sowie auf die Endränder der Beläge der an­ grenzenden Tafeln, wie zum Beispiel auf den Belag 53 der Tafel 50 a aufgeklebt. Obwohl man im Bereich der Fuge zwischen den Tafeln 50 a und 50 b eine ausreichen­ de Dichtigkeit erzielt, können vor dem vorgenannten Einspritzvorgang die abgeschräg­ ten Flanken 61 a und 61 b der Tafeln 50 a und 50 b jeweils mit einer Bindemittelzusammensetzung beschich­ tet werden, die eine elastomere Grundier­ schicht bildet. Eine derartige Bindemittelzusammenset­ zung kann mit einem Pinsel einige Stunden vor der Ein­ spritzung des Polyurethanschaums aufgetragen werden. Auf diese Weise kann man die Bindekraft zwischen den Tafeln und der Leiste aus eingespritztem zelligen Kunststoff verbessern.

Zum besseren Verständnis werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 1 einige wesentliche Maße der Ver­ bundwand angegeben:

• Breite der Tafeln 50 a, 50 b: 1 = 100 bis 150 cm, wobei die Länge in der Größenordnung von 350 cm liegt);
• Radius der Ausnehmung (im Bereich des Bodens): r = 2 bis 4 cm;
• Breite der Fugenüberdeckungsleiste: d = 20 bis 25 cm;
• Stärke der Sperrholzplatte: e = 0,6 bis 1 cm;
• Stärke der in situ expandierten Materialschicht: f = 0,8 bis 2 cm;
• Stärke der Tafeln: E = 7 bis 15 m.

Die vollwandigen Tafeln sind zum Beispiel miteinander so verbunden, daß eine Tafelreihe gegenüber der ande­ ren versetzt angeordnet ist, wie das in Fig. 7 ge­ zeigt ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, sind die rechteckförmigen Umrisse wie zum Beispiel 63 d der Ta­ feln 62 a bis 62 i durch die Umrißlinien von Elastomer­ folienschichten gebildet, die auf die Belagsschichten aus geschichtetem Material der verschiedenen Tafeln aufgelegt sind, um eine weitere Schutzwirkung zu er­ zielen. In diesem letzteren Fall umfaßt das geschich­ tete Material des darunterliegenden Belages keine in­ nere Schicht aus Elastomer. Sie besteht vielmehr aus­ schließlich aus einer äußeren Schicht aus Glasgewebe, einer Zwischenschicht aus Metall und einer äußeren Schicht ebenfalls aus Glasgewebe. Die Elastomerfolien erstrecken sich nicht bis zu den Endrändern der Ta­ feln, wie das bei den Folien 53 (Fig. 6) aus geschich­ tetem Material der Fall ist, damit die Ränder der Fu­ genüberdeckungsleiste 59 unmittelbar auf die Ränder der Beläge aus geschichtetem Material 53 geklebt wer­ den können, ohne daß die Elastomerfolie dabei über­ lappt wird. Nach dem Kleben der Fugenüberdeckungslei­ sten aus dem gleichen Material wie die Beläge der Ta­ feln, wird auf die genannten Leisten sowie auf die Umfangsränder der Elastomerfolien der jeweiligen Ta­ feln eine Elastomerzusammensetzung aufgespritzt, mit welcher die Kontinuität der Innenwand über die gesam­ te innere Fläche der Verbundwand aufrechterhalten wird.

Eine weitere mögliche Abwandlung der vollwandigen Ta­ feln besteht darin, daß diese in gleichlaufenden Rei­ hen ohne gegenseitigen Versatz so angeordnet werden, daß jede Fuge zwischen zwei Tafeln eine Reihe in Ver­ längerung der Fuge zwischen den Tafeln der anderen Reihen gelangt.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausbildung der Fuge, bei welcher die Befestigungsmittel der isolierenden Ta­ feln der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind, ist der Zwischenraum zwischen den Tafeln 50 a′ und 50 b′ im Bereich seines nach außen gewandten, gleich­ laufende Kanten aufweisenden Abschnittes mit einem an Ort und Stelle eingespritzten zelligen Kunststoff ge­ füllt, welcher deshalb die größtmögliche Dichtigkeit gewährleistet, während das nach innen gerichtete Teil des genannten Zwischenraumes, welches zusammenlaufen­ de schräg geneigte Ränder aufweist, eine geklebte vor­ geformte Leiste 58′ enthält, welche im Querschnitt trapezförmig ausgeführt ist und die größtmögliche me­ chanische Festigkeit sichert. Bei der Ausführungsform der Fig. 9 ist die Fuge 68 zwischen zwei angrenzenden Tafeln 50″a und 50″b an ihrem nach außen gewandten, konisch ausgebildeten Teil mit einem an Ort und Stel­ le eingespritzten zelligen Kunststoff gefüllt, wäh­ rend die nach innen gerichteten, zueinander verlaufen­ den Abschnitte der entsprechenden Kanten der Tafeln mit Hilfe einer Bindemittelzusammensetzung 69 anein­ andergeklebt sind.

Das zellige, härtbare Dichtungsmaterial 18 besteht insbesondere aus einem expandierten Epoxidharz oder Polyurethanharz.

Besonders ist darauf hinzuweisen, daß bei der Verwen­ dung des expandierenden, zelligen Werkstoffes zwi­ schen der selbsttragenden Außenwand und den wärmeiso­ lierenden Tafeln nicht alle bekannten expansionsfähi­ gen Produkte mit nachfolgender Härtung verwendet wer­ den können. Letztere expandieren zu schnell und här­ ten zum größten Teil zu schnell aus, so daß unter be­ stimmten Bedingungen durch die Expansionswirkung uner­ wünschte Verlagerungen der wärmeisolierenden Tafeln zu befürchten sind oder das Material vorzeitig aus­ härtet, ohne alle Hohlräume des Zwischenraumes zwi­ schen der tragenden Außenwand und den wärmeisolieren­ den Tafeln ausgefüllt zu haben. Aus diesem Grunde muß das eingesetzte expansionsfähige Produkt eine verhält­ nismäßig langsame Expansionsgeschwindigkeit aufwei­ sen, welche einem ausreichend schwachen Expansions­ druck entspricht, so daß die wärmeisolierenden Tafeln in ihrer vorbestimmten Stellung verbleiben, wobei der Expansionskraft des genannten Produktes ein schwacher Gegendruck, zum Beispiel in der Größenordnung von höchsten 1/10 Bar entgegengesetzt wird.

Die Auftragung des expandierenden Materials 18 auf die wärmeisolierenden Elemente und/oder auf die selbsttragende Außenwand erfolgt in einer Zusammensetzung, welche kurz vor dem Auftragen durch Mischung eines organischen Harzes mit einem Bindemittel und einem Expansionsförderer hergestellt wird, wobei die genann­ te Zusammensetzung sich dabei in verformbaren und ex­ pansionsfähigem Zustand befindet. Zur Füllung der zwi­ schen der selbsttragenden Außenwand und den wärmeiso­ lierenden Tafeln befindlichen Zwischenräume wird der Einsatz eines Epoxidharzes gewählt, welches gegen­ über einem Polyurethanharz eine geringere Einsatztem­ peratur, eine langsamere Expansionsgeschwindigkeit und bessere mechanische Eigenschaften des ausgehärte­ ten Materials hat.

Das verformbare expansionsfähige Material, welches als Bindemittel bzw. Klebefilm in den Fugen zwischen den wärmeisolierenden Elementen eingesetzt wird und ein Mittel zum gegenseitigen Verkleben der angrenzen­ den Flächen der genannten Elemente bildet, liegt in Form einer flüssigen Klebemittelzusammen­ setzung vor, die auf Basis von Epoxid- oder Polyurethanharz arbeitet.

Es werden nun verschiedene Zusammensetzungsbeispiele für expandierende Materialien angegeben, welche zur Anwendung gelangen kön­ nen.

Beispiel 1

Eine erste Zusammensetzung auf Basis von Epoxidharz, welche durch ihr Expansionsvermögen zur Füllung des zwischen den wärmeisolierenden Tafeln und der selbst­ tragenden Außenwand eingeschlossenen Zwischenraumes eingesetzt werden kann, wird unter Anwendung der fol­ genden Produkte zubereitet:

• - Epoxidharz, welches unter der Handels­ bezeichnung "5513A" bekannt ist, 100 Ge­ wichtsanteile;
• - Härtemittel, welches unter der Handels­ bezeichnung "5515A" bekannt ist, 65 Ge­ wichtsanteile;
• - Expansionsmittel bzw. -förderer unter der Bezeichnung "DY650" bekannt, 3 bis 4 Gewichtsanteile.

Die charakteristischen Eigenschaften des aus dieser Zusammensetzung erzielten, gehärteten und expandier­ ten Produktes sind die folgenden:

• - Spezifische Masse: 230 kg/m³
• - Druckfestigkeit: etwa 3 MPa
• - Zusammendrückbarkeit: etwa 6%
• - Elastizitätsmodul: 151 MPa ungefähr
• - Biegefestigkeit: 5,5 MPa ungefähr
• - Scherfestigkeit: 2 MPa ungefähr

Beispiel 2

Die folgende Zusammensetzung, die nach der Zuberei­ tung dünnflüssiger als die vorangehend beschriebene Zubereitung ist, ist als Kleber bzw. als expansions­ fähige Bindemittelzusammensetzung zur Verstreichung der Fugen zwischen den angrenzenden wärmedämmenden Tafeln unter Bildung eines expandierten klebenden Fil­ mes einsetzbar:

• - Epoxidharz, unter der Handelsbezeich­ nung "5521" bekannt, 100 Gewichtsanteile;
• - Bindemittel, unter der Handelsbezeich­ nung "LMB2226" bekannt, 55 Gewichtsantei­ le;
• - Expansionsförderer, unter der Handels­ bezeichnung "DY650" bekannt, 4,5 Ge­ wichtsanteile.

Beispiel 3

Man bereitet das folgende Präparat zu, welches einen Kleber bzw. eine flüssige Klebemittelzusammensetzung ergibt, welche zur Verstreichung der angrenzenden Flä­ chen der aufeinanderfolgenden wärmeisolierenden Ele­ mente eingesetzt werden kann.

• - Polyurethanharz, unter der Handelsbe­ zeichnung "HK8205P" bekannt, 100 Gewichtsanteile;
• - Härtemittel, unter der Handelsbezeich­ nung "HK5410" bekannt, 25 Gewichtsantei­ le;
• - Wasser, 1,25 Gewichtsanteile.

Die Bestandteile der Präparate der Beispiele 1 und 2 sind bei der schweizerischen Firma CIBA-GEIGY sowie der Firma PROCHAL, Soci´t´ des Produits Chimiques de l'Allier und diejenigen des Beispieles 3 bei der Firma HENKEL FRANCE erhältlich.

Die Dichtungsleisten aus wärmeisolierendem Material, die in die Fugen zwischen den angrenzenden wärmeiso­ lierenden Tafeln eingesetzt werden, können ebenfalls aus dem vorgenannten Produkt, welches sich im verform­ baren Zustand befindet und ein langsames und sponta­ nes Expansionsvermögen aufweist, hergestellt werden. In diesem Falle bestehen die genannten Leisten schließlich aus einem zelligen und gehärteten Dich­ tungsmaterial, welches durch die Härtung des vorge­ nannten Produktes erzielt worden ist, wobei die nach innen gerichtete Fläche des genannten Materials nach erfolgter Härtung mechanisch abgeschlif­ fen wird, damit es sich auf die gleiche Höhe wie die nach innen gerichtete Fläche der Wandschicht aus wär­ meisolierenden Elementen erstreckt.

Die Vorteile, die sich aus dem Einsatz eines verform­ baren, vor der Härtung expansionsfähigen Materials bezüglich der Füllung zwischen der selbsttragenden Außenwand und der Lage aus wärmeisolierenden Elemen­ ten ergeben, sind folgende:

• - Herstellung einer kontinuierlichen Ver­ bindung zwischen der tragenden Außenwand und den wärmeisolierenden Tafeln, wobei die Zuverlässigkeit dieser Verbindung verbessert ist und jedes Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit durch die Lage aus wärmeisolierenden Elementen hindurch und demzufolge in die Flüssigkeit oder das Flüssiggas verhindert wird;
• - Begrenzung des Bereiches der selbsttra­ genden Wand, welcher im Falle eines Un­ falles mit dem kryogenen Medium in Berüh­ rung kommt;
• - Einfachheit der Montage und Material­ einsparungen wegen der geringen Dichte des expandierten und gehärteten Dich­ tungsmaterials, welches die Zwischenräu­ me zwischen der selbsttragenden Außen­ wand und den wärmeisolierenden Tafeln an­ füllt;
• - automatischer Ausgleich der Oberflä­ chenfehler und Unregelmäßigkeiten der selbsttragenden Außenwand;
• - örtliche Veränderungen der Stärke des Zwischenraumes zwischen der Außenwand und den wärmeisolierenden Tafeln wirken sich also nicht störend aus;
• - die Möglichkeit, die Befestigungsmit­ tel der wärmeisolierenden Tafeln, wie zum Beispiel die Bolzen, Stifte oder der­ gleichen zu entfernen, da die Haftfestig­ keit der Klebung zur Halterung der wär­ meisolierenden Tafeln vollständig aus­ reicht;
• - geringe Zugbeanspruchungen im Bereich der wärmeisolierenden Elemente im Falle einer Verformung der selbsttragenden Au­ ßenwand (zum Beispiel einer Verformung eines Schiffsrumpfes), da die genannten wärmeisolierenden Elemente auf dem in situ expandierten und gehärteten Mate­ rial lückenlos abgestützt sind;
• - und besseres Aufnahmevermögen von Be­ anspruchungen aller Art, da das expan­ dierte und gehärtete Material ein Zusam­ mendrückbarkeitsvermögen in der Größen­ ordnung von zum Beispiel 6% aufweist, wenn ein expandiertes Epoxidharz einge­ setzt wird.

Claims (10)

1. Wärmedämmende Verbundwand, mit einer gas- und flüssigkeitsdichten, kältebeständigen Innen­ wand, einer tragenden Außenwand sowie mit einer Lage von zwischen Innenwand und Außenwand angeordneten wär­ meisolierenden Tafeln, die unter Belassung eines Zwi­ schenraumes an der Außenwand befestigt sind, wobei in den Fugen zwischen den Tafeln Abdichtungselemente an­ geordnet sind und der Zwischenraum zwischen Außenwand und Tafeln mit wärmedämmendem Material gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zwischenraum ausfüllende Material (18) ein am Ort expandierter, zelliger Werkstoff ist, durch welchen die Tafeln (4 a, b, c, d; 5 a, b; 50 a, b; 62 a bis i) mit der Außenwand (1) verklebt sind, wobei der Zwischenraum eine Dicke hat, die zum Ausgleich von Unebenheiten der Außenwand (1) ausreicht.

2. Verbundwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zwischenraum ausfüllende Material (18) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die expandierende Epoxidharze und expandierende Polyure­ thanharze umfaßt.

3. Verbundwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolie­ renden Tafeln (4 a, b, c, d; 5 a, b; 50 a, b; 62 a bis i) einen Körper aus zelligem Kunststoff, insbesondere aus Polyurethanschaum oder Polyvinylchloridschaum auf­ weisen.

4. Verbundwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der tragenden Außenwand (1) zugewandte Fläche der Körper der wärmeisolierenden Tafeln (4 a, b, c, d; 5 a, b; 50 a, b; 62 a bis i) eine kräfteverteilende Platte (9 a, b, c, d; 52), insbeson­ dere aus Sperrholz oder geschichtetem Holz aufweist.

5. Verbundwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche Befestigungsmittel (12, 13, 38 bis 42, 49) zur Be­ festigung der wärmeisolierenden Tafeln (4, a, b, c, d; 5 a, b; 50 a, b; 62 a bis i) an der tragenden Außen­ wand (1) aufweist.

6. Verbundwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (3) aus einem Belag aus biegsamem, beschichtetem Material besteht, wel­ cher mit der der tragenden Außenwand (1) abgewandten Seite der Tafeln (4 a, b, c, d; 5 a, b; 50 a, b; 62 a bis i) verbunden ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer wärme­ dämmenden, gas- und flüssigkeitsdichten Verbundwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als am Ort expandierender Werkstoff ein langsam expandieren­ der und aushärtender Werkstoff verwendet wird, daß dieser Werkstoff auf eine der den Zwischenraum begren­ zenden Flächen aufgebracht wird, wobei die einzubrin­ gende Menge derart bemessen wird, daß der Zwischen­ raum nach dem Expandieren vollständig ausgefüllt ist, daß anschließend die Tafeln in ihrer Endstellung bezo­ gen auf die tragende Wand festgelegt und während der nachfolgenden Expansion des Werkstoffes in Position gehalten werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der Expansion die wärme­ isolierenden Tafeln insbesondere mit Hilfe von Be­ festigungsmitteln und unter Aufbringung eines auf die Tafeln einwirkenden geeigneten Gegendruckes, insbeson­ dere eines Druckes von höchstens 0,1 Bar, in ihrer End­ stellung gehalten werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der am Ort expandierende Werkstoff eine Mischung aus Epoxidharz oder Polyure­ thanharz mit einem Härtemittel und einem Expansions­ förderer ist, die kurz zuvor zubereitet worden ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Bolzen an der tragenden Außenwand befestigt werden und daß die einzelnen wärmeisolierenden Tafeln in ihrer Endstel­ lung mit Hilfe von Halterungsmitteln gehalten werden, die mit den Bolzen zusammenwirken.