DE2831151A1

DE2831151A1 - Aus keramischen fasern bestehender formkoerper zur auskleidung eines ofens und ofen mit einer auskleidung mit derartigen formkoerpern

Info

Publication number: DE2831151A1
Application number: DE19782831151
Authority: DE
Inventors: Leo Saris
Original assignee: Bulten Kanthal GmbH
Current assignee: Kanthal GmbH
Priority date: 1978-07-15
Filing date: 1978-07-15
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2831151C2

Description

Aus keramischen Fasern bestehender
Formkörper zur Auskleidung eines Ofens und Ofen mit einer Auskleidung mit derartigen Formkörpern.
Beschreibung; Die Erfindung bezieht sich auf einen aus keramischen Fasern bestehenden Formkörper zur Auskleidung eines Ofens. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf einen Ofen mit einer Auskleidung mit derartigen Formkörpern.
Öfen mit elektrischer Widerstands-Heizung werden neuerdings auch mit Formkörpern ausgekleidet, die aus keramischen Fasern bestehen. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer erheblichen Gewichtseinsparnis und bedeutend verringerter Abmessungen der Auskleidung, und zwar wegen der guten wärmeisolierenden Eigenschaften derartiger Formkörper.
Ein in einen solchen Ofen eingesetzter Formkörper unterliegt im Gebrauch an der Innenseite Temperaturen in der Größenordnung von 1.000 - 1.7000 C, während an seiner Außenseite Temperaturen von etwa 1000 C herrschen. Keramische Fasern haben die Eigenschaft, daß sie ab einer bestimmten Temperatur schrumpfen. Aus relativ preiswertem Material hergestellte derartige Formkörper schrumpfen ab einer Temperatur von etwa 900 ° C. Bei 1.1000 C beträgt die Schrumpfung etwa 4 - 5 Sb. Dabei fallt wegen der sehr geringen Dicke der Fasern lediglich die Schrumpfung in Längsrichtung der Fasern ins Gewicht. Damit geht aber der Nachteil einher, daß die dem Inneren des Ofens zugewandte Seite der Formkörper sich zusammenzieht. In kaltem Zustand aneinander anstoßende Formkörper verjüngen sich daher zur Innenseite des Ofens hin, wodurch zwischen diesen aneinander anstoßenden Formkörpern eine Wärmebrücke entstehen kann.
Um dies zu vermeiden hat man Streifen aus Isoliermaterial aus keramischer Faser komptimiert in die Fuge zwischen aneinander angrenzende Formkörper eingesetzt, so daß dieses Isoliermaterial sich bei dem erwähmten Schrumpfungsprozeß ausdehnt und das dann zur Verfügung stehende Volumen thermisch einigermaßen isolierend einnehmen kann. Diese Lösung befriedigt aber nicht vollständig.
Einer Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen aus keramischen Fasern bestehenden Formkörper vorzuschlagen, der preiswert in der Herstellung ist und seine Außenkontur beim Einsatz als Auskleidung eines Ofens unter Einwirkung der darin herrschenden Hitze praktisch nicht ändert, so daß seine gute Isolationswirkung auch im Bereich der Fugen zwischen den aneinander anstoßenden Formkörpern gewahrt bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Flächen des Formkörpers Vertiefungen vorgesehen.sind. Diese Fläche ist die am stärksten erwärmte Fläche der Auskleidung, d.h. die dem Inneren des Ofens zugewandte Fläche. Durch die Vertiefungen wird erreicht, daß sich das der Wärmequelle zugewandte Volumen des Formkörpers nicht mehr als Ganzes beim Schrumpfungsvorgang zusammenzieht, sondern nur noch in den durch die Vertiefungen ausgebildeten Teilbereichen. Die Vertiefungen sollten daher so tief sein, daß sie in die Bereiche des Formkörpers reichen, die im Betrieb des Ofens keinem wesentlichen Schrumpfungsprozeß unterliegen. Bei dem eingangs erwähnten Beispiel sollte dies eine Tiefe etwa derart sein, daß im Inneren des Formkörpers im Bereich dieser Tiefe eine Temperatur von etwa 9000 C oder darunter herrscht.
Wie erwähnt, findet bis zu dieser Temperatur kein wesentlicher Schrumpfungsprozeß statt.
Durch die erwähnten Maßnahmen wird der an sich mögliche Einsatz eines um ein Vielfaches teuereres Materials für die Formkörper entbehrlich, welches Material erst bei höheren Temperaturen merklich zu schrumpfen beginnt.
Für die Ausbildung der Vertiefungen gibt es mehrere Möglichkeiten. Eine erste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen über die Fläche des Formkörpers verteilt sind. Wesentlich ist es in jedem Fall, daß die Vertiefungen auch im Randbereich des Formkörpers vorgesehen sind, weil in diesem Bereich ein Zusammenziehen des Formkörpers vermieden werden soll.
Die Vertiefungen können als Rillen oder sacklochartige Einsenkungen ausgebildet sein.
Bevorzugt wird eine Herstellung der Vertiefungen derart, daß diese nach dem Formen des Formkörpers in ihm angebracht werden, beispielsweise durch Eindrücken, Sägen oder Schneiden. Dabei wird nämlich die Struktur der ungeordnet im Formkörper gebundenen Fasern gestört, und es wird mit Sicherheit verhindert, daß das im Randbereich befindliche Material wegen der Schrumpfung nach innen gezogen wird, wodurch die erwahnten nachteiligen Wärmebrücken entstehen werden.
Besonders einfach ist es, wenn die Vertiefungen beim Formen des Formkörpers in diesem angebracht werden. pfeil dabei die erwähnten Strukturen nicht zerstört werden, kann es hierbei vo:l Vorteil sein, wenn die Vertiefungen um ein gewisses Maß tiefer angelegt werden als beim Anbringen der Vertiefungen im Formkörper nach dessen Formen und Aushärten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfübirungs beispielen naher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht eines neuartigen Formkörpers von der bei Einbau des Formkörpers in einen Ofen beheizten Seite her; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 4 bei einer zweiten Ausführungsfrm; Fig. 4 eine weitere Ansicht bei einer dritten Ausführungsform.
Die in den Figuren gezeigten Formkörper sind quaderförmig.
Sie können aber auch jede andere geeignete Gestalt aufweisen, beispielsweise halbschalenförmig, kreisringförmig oder anders profiliert. Sie bestehen aus ungeordnet angeordneten und miteinander verbundenen keramischen Fasern.
Die der Hitze ausgesetzte Fläche 1 des Formkörpers hat bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 mehrere rillenartige Vertiefungen 2 im Bereich ihres Randes. Diese brauchen nicht die in Fig. 1 gezeigte Anordnung aufzuweisen, wo sie durchgehend ausgebildet sind und sich kreuzen. Sie können auch an den Kreuzungspunkten 3 enden. Allerdings wird die gezeigte Ausführungsforin bevorzugt.
Auch kann es je nach dem Anwendungsbeispiel genügen, nur zwei einander gegenüberliegende Vertiefungen 2 vorzusehen, sofern nämlich aufgrund der Konstruktion der betreffenden Ofenauskleldung ein Schwund im Randbereich an den beiden anderen Seiten in Kauf genommen werden kann, beispielsweise weil dort der Ofen über stirnseitige Abschlüsse geschlossen ist, die in die Fläche 1 hineinragen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 kreuzen sich die Vertiefungen 2 über die gesamte Fläche 1 des Formkörpers.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Vertiefungen als sacklochartige Einsenkungen ausgebildet sind, die ebenfalls über die ganze Fläche verteilt sind. Stattdessen können diese Einsenkungen auch lediglich im Randbereich, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, vorgesehen sein.
Wird der Formkörper erstmalig auf eine Temperatur über 9000 C erwärmt, so tritt in den Bereichen, in denen diese Temperatur überschritten wird, zwar ein Schwund um etwa 5 % ein, jedoch führt dieser Schwund nicht zu einem Zusammenziehen der Außenkanten 4 in Pfeilrichtung 5, wie beim Stand der Technik.
Die Vertiefungen befinden sich also dort, wo eine Schrumpfwng zu einer nachteiligen Lückenbildung oder zumindest Verringerung der Wärmedämmung bei den aneinander anliegenden Formsteinen führen wurde. Die Tiefe, bis zu der die Formsteine einer fühlbaren Schrumpfung unterliegen, ist in Fig. 2 mit Pos. 6 angedeutet. Sie entspricht in etwa der Tiefe der Vertiefungen 2.
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Claims

Patent- bzw. Schutzansprüche: 1. Aus keramischen Fasern bestehender Formkörper zur Auskleidung eines Ofens, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in einer der Flächen (1) des Formkörpers Vertiefungen (2) vorgesehen sind.
2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (2) über die Fläche (i) des Formkörpers verteilt sind.
3. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (2) im Randbereich der Fläche (i) vorgesehan sind.
4. Formkörper nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (2) als Rillen ausgebildet sind
5. Formkörper nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Vertiefungen (2) als sacklochartige Einsenkungen ausgebildet sind.
6. Formkörper nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Vertiefungen (2) nach dem Formen des Formkörpers in ihm angebracht sind.
7. Formkörper nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (2) beim Formen des Formkörpers in ihm angebracht sind.
8. Ofen mit einer Auskleidung mit Formkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 7.