DE3034775C2

DE3034775C2 - Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle

Info

Publication number: DE3034775C2
Application number: DE19803034775
Authority: DE
Inventors: Hans 6700 Ludwigshafen Kummermehr
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Current assignee: Micropore International Ltd
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1983-08-18
Also published as: DE3034775A1

Description

hochgespreizte Material dadurch zusammen, daß die gegenseitigen Haltekräfie der Materialteilchen an der dem Boden der Aufnahmeschale zugewandten Seite aufgehoben werden und das Material von der Innenseite der so gebildeten flachen Kuppel abfällt Bei mehr punktförmiger Belastung kann das Material leicht durchstoßen werden, da Stützkräfte an der Rückseite völlig fehlen. Eine Belastung des Materials der Dämmschicht von oben her ist aber im Beispielsfalle einer strahlungsbeheizten Glaskeramikplatte schon ι ο deshalb nicht vermeidbar, weil auf der Oberseite die Heizwendel in irgendeiner Form abgestützt werden mu3.

Um sicherzustellen, daß ein Aufwölben der Dämmschicht nach der Druckentlastung durch den Pressenstempel nicht auftritt, ist es gemäß der DE-OS 30 08 505 Stand der Technik, die Dämmschicht auf ihrer dem Boden der Aufnahmeschale abgewandten Seite mit einer konkav gewölbten Oberfläche zu versehen und/oder den Boden der Aufnahmeschale konvex zu wölben, wodurch jeweils erreicht wird, daß der Druckzustand im Dämmateria! im Sinne eines A.npressens der Dämmschicht an den Boden de: Aufnahmeschale wirksam wird und keine resultierenden Kräfte vom Boden der Aufnahmeschale weg erzeugt werden, die zu einem Hochwölben führen könnten. Als weitere Lösung ist gemäß der DE-OS 30 08 505 Stand der Technik, den Boden der Aufnahmeschale alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend genannten Lösungen mit Halte- oder Klammermitteln zu versehen, so daß der J0 untere Grenzbereich der Dämmschicht dort festgehalten wird; auch bei völlig ebener Ausbildung von Boden und Dämmschicht wird dadurch erreicht, daß die unter Druck stehende Dämmschicht im labilen mittleren Gleichgewichtszustand festgehalten wird und nicht nach ^ oben ausschnappen kann.

Allen diesen Maßnahmen, die an sich durchaus wirksam sind, haftet jedoch der Nachteil an, daß entweder die Bodenfläche des Pressenstempels mit einer genau bemessenen, flach konvexen Form hergestellt werden muß, oder aber Veränderungen im Bereich der Aufnahmeschale vorgenommen werden müssen, also deren Boden entweder konvex ausgevölbt oder mit Perforationen, Sicken oder dergleichen versehen wird, was unerwünscht sein kann. In jedem Falle ist entweder ⁴*> der Boden der Aufnahmeschale nicht völlig eben oder in irgendeiner Form nachträglich bearbeitet und verändert, oder aber die Oberseite der Dämmschicht nicht völlig eben, so daß ein Luftspalt zur ebenen Unterseite eines auf die Dämmschicht aufgesetzten Einsatzkörpers >" aus hochtemperaturbesiändigem Material zur Lagerung etwa einer Heizwendel verbleibt.

Demgtgenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs ™ angegebenen und aus der DE-OS 25 21 137 oder der DE-OS 30 08 505 ersichtlichen Gattung zu schaffen, welches trotz ebener Ausbildung des Bodens der Aufnahmeschale und der Ober- und Unterfläche der Dämmschicht sowie ohne jegliche Zusatzbearbeitungen im Bereich des Bodens der Aufnahmeschale ein Verpressen des Pulvermaterials zur Bildung der Dämmschicht gegen den Boden der Aufnahmeschale gestattet, ohne daß nach Druckentlastung ein Hochwölben der Dämmschicht auftritt. ^b5

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Durch den umlaufenden Randbereich mit verminderter Druckbeaufschlagung wird erreicht, daß sich der höhere Druck im Mittelbereich der Dämmschicht nach Druckentlastung in den Randbereich hinein abbauen kann und aus diesem Grunde nicht zu einem Hochwölben der Dämmschicht führt Es entfällt also gewissermaßen die starre Einspannung des unter hohem Preßdruck stehenden Materials im Mittelbereich durch die Umfangswand der Aufnahmeschale, da diese nur über den Randbereich verminderten Drucks mit dem Mittelbereich in Verbindung steht und der Mittelbereich somit unter Kompression des Randbereiches zur Seite hin druckentlastet werden kann. Sofern die Maßnahmen gemäß der DE-OS 30 08 505 im Einzelfall nicht stören, können diese zusätzlich, ggf. in geringerer Ausprägung, mit angewandt werden, um bei Bedarf zusätzliche Sicherheit gegen ein Hochwölben der Dämmschicht zu erhalten; dann genügt eine Bemessung des Randbereichs und des in ihm herrschenden Druckes derart daß nur ein solcher Teil des Druckes im Mittelbereich in den Randbereich hinein abgebaut wird, daß der in der Dämmschicht insgesamt verbleib ,ide Restdruck ohne zusätzliche Maßnahmen noch zu eir.eni Hochwölben der Dämmschicht führen könnte. Wie Versuche zeigten, kann jedoch in den Randbereich hinein auch ein Druckabbau in solchem Umfange erfolgen, daß ohne jegliche Zusatzmaßnahme ein Hochwolben der Dämmschicht alleine dadurch vermieden wird, daß die nach Druckentlastung in den Randbereich in der Ebene der Dämmschicht wirksamen Druckkräfte nicht mehr ausreichen, die Dämmschicht vom Boden der Aufnahmeschale abzuspreizen und hochzuwölben. Bei Erwärmung und entsprechender Wärmedehnung der Aufnahmeschale wird jeglicher Restdruck vollständig abgebaut, so daß die Dämmschicht dann wie ein vorgefertigtes Formteil unter Erzielung der damit einhergehenden Vorteile völlig spannungsfrei in der Aufnahmeschale liegt.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Randbereich mit geringerer Druckbelastung kann grundsätzlich auf vielerlei Weise erreicht werden, wobei sich wohl in erster Linie anbietet, die Bodenfläche des Pressenstempeis auf den Mittelbereich zu begrenzen und auf den Randbereich bei der Pressung überhaupt keine Druckkräfte in Richtung auf den Boden der Aufnahmeschale wirken zu lassen. Es hat sich gezeigt, daß innere Reibung im Material der Dämmschicht sowie am Boden der Aufnahmeschale und insbesondere an der Bodenfläche des Stempels ausreichend groß ist, um zu vermeiden, daß bei Druckbclastung des Mittelbereiches Material in merklichem Umfange nach außen in den seitlichen Randbereich hineingedrückt wird. Somit tritt selbst dann, wenn der Randbereich überhaupt keiner Druckbelastung ausgesetzt ist und daher keinen Gegendruck aufbauen kann, kein wesentlicher Materialübertritt vom unter Druck stehenden Mittelbereich in den Randbereich auf, solange der Pressenstempel unter Druck am Material anliegt. Nach Druckentlastung jedoch entfällt der Einfluß der Reibung zwischen dem Pressenstempel und der Dämmschicht und kann daher eine seitliche Materialbewegung in dem geringen Umfange auftreten, der den gewünschten Druxkspannungsabbau in den Randbereich hinein ergibt. Da hierzu nur ganz minimale, makroskopisch kaum merkliche Materialbewegungen erforderlich sind, führt auch dies nicht zu einer Materialauffüllung im Randbereich.

Soweit, was häufig der Fall sein wird, eine unregelmäßige Schüttoberfläche des Randbereiches stört kann dort eine Pressung mit vprminHprtpn-. nmcli

erfolgen, und zwar als Vorpressung, Nachpressung oder gleichzeitige Pressung in einem Zug. Im ersteren Fall einer Vorpressung könnte der Randbereich vor der Pressung des Mittelbereichs einem gewissen, geringeren Druck etwa mittels eines Ringstempels ausgesetzt werden, um die dortige Oberfläche zu egalisieren und zu glätten sovi/ie etwa auf die Ebene der späteren Oberfläche des gepreßten Mittelbereichs abzusenken. Analog kann im Falle einer Nachpressung eine Druckbeaufschlagung des Randbereiches erfolgen, ι ο wenn bereits die Druckentlastung des Mittelbereichs in den Randbereich hinein erfolgt ist, was den Vorteil gegenüber der Vorpressung aufweist, daß anschließend keine Materialverschiebungen zu befürchten sind, ebenso wenig wie Rückwirkungen einer solchen Nachpressung auf den Mittelbereich, da dieser mit hohem Druck vorgepreßt ist. Eine Pressung des Randbereiches in einem Zuge kann durch entsprechen cip RanHaii^liMMiincr dps Stempels, e!W2 in Forrn einer zurückgenommenen Randschulter erfolgen, wodurch 2" das Erfordernis eines separat beweglichen Vor- oder Nachdrückstempels entfällt, jedoch zwangsläufig auch an der Oberseite der Dämmschicht eine entsprechende Stufe verbleibt, die in manchen Anwendungsfällen stören wird und dann weggeschnitten werden kann. n

Als besonders bevorzugt hat sich aus den vorstehend erläuterten Gründen eine Stempelausbildung ergeben, bei der der Mittelbereich mit einer luftdurchlässigen, jedoch für das Pulvermaterial undurchlässigen Abdekkung versehen ist, an deren Rückseite über entsprechen- in de Kanäle ein Unterdruck erzeugt wird. Beim Einfahren eines solchen Saug-Stempels in die Aufnahmeschale wird das dort liegende, lose pulverförmige Material bei entsprechender Bemessung des Unterdrucks hochgesaugt und bildet eine linsenförmige, in der Mitte J5 verdickte Kappe an der Unterseite des herabfahrenden Stempels, die auf den Bereich der Abdeckung und damit den Mittelbereich beschränkt ist. Beim Auftreffen der Kappe auf den Boden der Aufnahmeschale erfolgt ein Auseinanderfließen des Materials zur Seite hin, so daß ^w die konvexe Linsenform von ihrem Scheitel her abgebaut wird und das Material letztlich auch den Randbereich mit ausfüllt. Bei im Einzelfall richtiger Bemessung der Breite des Randbereiches erfolgt zwar dessen vollständige Ausfüllung mit Material, jedoch ⁴^ gleichzeitig mit der zunehmenden Pressung des Materials im Mittelbereich, so daß die Druckbelastung des Materials im Randbereich in der untersten Stellung des Pressenstempels erheblich geringer ist als diejenige des Materials im Mittelbereich, welches bereits vor der >° Ausfüllung der Rrndbereiche mit Material und dann immer stärker zunehmend unter Druck geraten ist. Bei im Einzelfall durch Versuche zu ermittelnder geeigneter Abmessung des Randbereichs kann dabei eine Stempelausbildung gewählt werden, bei der die Unterseite der Abdeckung mit der Bodenfläche des Stempels im Randbereich fluchtet, so daß der Stempel insgesamt eine ebene Bodenfläche aufweist und entsprechend eine ebene Oberfläche der Dämmschicht erzeugt Der nach Druckentlastung vom Stempel her erfolgende Druckab- «> bau des Mittelbereichs zum Randbereich hin führt zu nur sehr geringen Formänderungen im Bereich von dessen Oberfläche, die in aller Regel nicht stören, so daß eine im wesentlichen störungsfrei ebene Oberfläche der Dämmschicht auf diese einfache Weise in einem Zug erzeugt werden kann.

Aus »Fertigungs- und stoffgerechtes Gestalten in der Feinwerktechnik«, K.-H. Sieker, K. Rabe, Springer-Verlag 1968, insbesondere dortige Seiten 107 und 155 ist es zwar bekannt, pulverförmige Preßmaterialien beispielsweise durch geteilte Ringstempel zu verpressen; hierbei sollen jedoch durch die gegeneinander relativbeweglichen Stempelteile den Stempeln entsprechende Konturen des herzustellenden Formteiles erzeugt werden, und nicht eine unterschiedliche Druckverteilung einer an sich eben herzustellenden Preßschicht. Weiterhin ist aus dem angegebenen Buch, etwa dortige Seite 115, auch bekannt, bei Preß- oder Formvorrichtungen mit Unterdruck und entsprechenden Saugeinrichtungen zu arbeiten; hierdurch soll jedoch nicht eine vorbestimmte Vorverteilung von pulverförmigem Preßmaterial zur Steuerung des Druckaufbaus darin erzeugt werden, sondern es werden bei einem solchen Vakuum-Negativ-Verfahren Kunststoffplatten durch Absaugen der Luft in eine konkave Form hineingezogen.

Die Unteransprüche 2 bis 4 haben vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens zurr· inhalt, während ■"■ den Ansprüchen 5 bis 8 eine unter den vorstehend erläuterten Gesichtspunkten besonders geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wiedergegeben ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch vereinfacht einen Schnitt durch eine Au^iahmeschale zu Beginn der Verpressung des Pulvermaterials gegen deren Boden,

F i g. 2 und 3 in F i g. 1 entsprechenden Darstellungen den Pressenstempel in seiner untersten Stellung bzw. nach Druckentlastung durch den wieder zurückfahrenden Pressenstempel, und

Fig.4 einen Schnitt durch eine Aufnahmeschale mit geteiltem Pressenstempel in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Aufnahmeschale bezeichnet, welche einen Boden 2 und eine umlaufende aufrechte Umfangswand 3 aufweist, die in der aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Weise in der Draufsicht im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist. Die Aufnahmeschale 1 aus Metall, insbesondere Aluminiumblech, dient zur Aufnahme einer Dämmschicht 4 (vgl. F i g. 2 und 3) aus feinporigem Kieselsäureaerogel, welches zunächst als loses Pulvermaterial 5 vorliegt (vgl. Fig. 1), welches gegen den Boden 2 der Aufnahmeschale 1 zur Bildung der Dämmschicht 4 verpreßt wird. Das Pulvermaterial 5 ist an sich bekannt und weist neben dem Kieselsäureaerogel in aller Regel eine Mineralfaserverstärkung und/oder ein Trübungsmittel auf; solche hochwirksamen Wärmedämm-Materialien werden durch die Anmelderin unter der Bezeichnung MINILEIT (eingetragenes Warenzeichen) vertrieben, wobei hinsichtlich Einzelheiten des Materials auf die einschlägigen DE-OS 27 47 663,27 48 307 und 27 54 956 verwiesen wird, auf die insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird. Bevorzugt wird ein Pulvermaterial 5 für die Dämmschicht 4 verwendet, welches aus 30 bis 50% pyrogener Kieselsäure, 20 bis 50% Trübungsmittel und 5 bis 15% Aluminiumfasem besteht sowie in einem Raumgewicht von 200 bis 400 kg/m³ vorliegt. Ein solches Spezial-Wärmedämmaterial besitzt eine Wärmeleitfähigkeit die geringer ist als diejenige ruhender Luft und darüber hinaus nur geringe Temperaturabhängigkeit aufweist.

" ^Vie in der DE-OS 30 08 505 im einzelnen veranschaulicht ist wird auf die Oberseite der Dämmschicht 4 ein Einsatzköi-per aus hochtemperaturbeständigem Mate-

rial, etwa mit anorganischem Kleber gebundenem Aluminiumsilikat, aufgesetzt, welcher an seiner Oberseite Lagermulden für eine Heizwicklung zur Strahlungsbeheizung beispielsweise einer ebenen Glaskeramikplatte zur Bildung einer Kochstelle hierauf aufweist.

Wenn das Pulvermaterial 5 der Dämmschicht 4 unmittelbar durch einen Pressenstempel 6 gegen den Bod°n 2 der Aufnahmeschale 1 verpreßt wird, so erfolgt eine ?um Teil elastische Kompression des Pulvermaterials 5 der Dämmschicht 4 unter Aufbau eines allseitigen Druckzustandes wie in einem Fluid. Die senkrecht zum Boden 2 der Aufnahmeschale 1 wirkenden Spannungskomponenten führen bei Entlastung durch den Pressenstempel 6 zu einem gewissen, nicht schädlichen Rückfedern unter geringfügiger Vergrößerung der Dicke der Dämmschicht 4; die parallel zum Boden 2 wirkenden Komponenten der Spannungen können jedoch normalerweise zu keiner entsprechenden Vergrößerung des Durchmessers der Dämmschicht 4 führen, da in dieser Richtung eine Einspannung durch die Umfangswand 3 der Aufnahmeschale 1 erfolgt. Diese Spannungen liegen also, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, auch nach Entlastung durch den Pressenstempel 6 in der Dämmschicht 4 vor und werden ohne besondere Vorkehrungen dadurch abgebaut, daß die Dämmschicht 4 sich im mittleren Bereich hochwölbt und mit ihrer Unterseite vom Boden 2 abhebt. Dadurch bildet die Unterseite der Dämmschicht 4 über dem Boden 2 eine flache Kuppel, die bei Druckbelastung von der dem Boden 2 abgewandten Seit? sehr leicht zusammenbricht. Eine solche Druckbelastung tritt aber schon deswegen zwangsläufig auf, weil an dieser Stelle der Dämmschicht 4 der Einsatzkörper mit der Heizwicklung angeordnet werden muß, unter deren Belastung, ganz abgesehen von auftretenden Erschütterungen oder dgl., die hochgewölbte Dämmschicht 4 unter Auflösung des Preßverbundes zumindest im mittleren Bereich zusammenbricht, so daß die Wärmedämmeigenschaften der Dämmschicht 4, die nur im Preßverbund außerordentlich gut sind, stark abfallen.

Um ein solches 'Einspannen der unter Druck stehenden Dämmschicht 4 durch die Umfangswand 3 mit der Folge eines Spannungsabbaues durch Hochwölben des Mittelteiles der Dämmschicht 4 zu vermeiden, ist erfindungsgemäß in der Nachbarschaft der Umfangswand 3 ein umlaufender Randbereich 4a der Dämmschicht 4 vorgesehen, der im Zuge der Verpressung des Pulvermaterials 5 gegen den Boden 2 nur geringere Druckbeaufschlagung erhält und daher gewissermaßen als Puffer zwischen dem mit Ab bezeichneten großen Mittelbereich der Dämmschicht 4 und der Umfangswand 3 dient, in den hinein ein Druckabbau ohne Hochwölben des Mittelbereichs 4b der Dämmschicht 4 erfolgen kann. Dieser Druck- oder Spannungsabbau des Mittelbereichs 4b in den den Mittelbereich 4b umgebenden, umlaufenden Randbereich 4a hinein führt zu einem weitgehenden Druckausgleich zwischen dem Material 5 im Mittelbereich 4b und demjenigen im Randbereich 4a, und zwar bei entsprechender Bemessung der Breite und des Druckzustandes des Randbereiches 4a in einem solchen Umfange, daß der verbleibende Restdruck nicht mehr ausreicht, um den Mittelbereich 4b vom Boden 2 abzuspreizen und hochzuwölben. Im Beispielsfalle beträgt die radiale Breite des Randbereiches etwa 3 mm, was sich bei einem Gesamtdurchmesser der Dämmschicht 4 bzw. der Aufnahmeschale 1 in der Größenordnung von 20 cm als optimal erwiesen hat. Die Breite des Randbereichs 4a sollte 1 mm nicht unterschreiten, da dann in jedem Falle der Druckentlastungseffekt zu gering wird, wobei in der Praxis eine Untergrenze für die Breite des Randbereichs 4a in der Regel bei etwa 2 mm liegt. Andererseits ergibt sich ein Maximalwert für die Breite des Randbereichs 4a dadurch, daß an dessen Oberfläche zwangsläufig zwar geringe, im Einzelfall aber unter Umständen merkliche Verformungen auftreten, welche die glatte Ebene der Dämmschicht 4 in mehr oder weniger großem Umfang stören und daher prinzipiell nicht erwünscht sind. Daher sollte die Breite des Randbereiches 4 10 mm, vorzugsweise 5 mm nicht übersteigen, zumal jedenfalls im Durchmesserbereich der Aufnahmeschale von einigen wenigen Dezimetern mit einer solchen Breite des Randbereiches 4a in jedem Falle eine ausreichende Druckentlastung des Mittelbereiches 4b erzielbar ist.

Der Pressenstempel 6 paßt im wesentlichen spielfrei in den Innenraum an der Innenseite der Umfangswand 3 der Aufnahmeschale 1 und wejst eine ebene Bodenfläehe 7 auf. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, würde eine ebene Bodenfläche 7 des Pressenstempels 6 mit einer im wesentlichen der Fläche des Bodens 2 entsprechenden Fläche eine gleichförmige Druckbelastung des Pulvermaterials S erzeugen, wenn dieses zuvor regellos in die Aufnahmeschale 1 eingeschüttet und dort im wesentlichen gleichmäßig verteilt wäre. Um eine solche gleichmäßige Pressung, welche keinen erheblich verminderten Druck in den Randbereichen 4a erzeugen würde, zu vermeiden, ist das Pulvermaterial 5 zwischen den Boden 2 und der Bodenfläche 7 des Pressenstempels 6 in einer konvexen Verteilungsform angeordnet, wie diese bei 8 (vgl. Fig. 1) dargestellt ist. Damit fällt von einer Maximaldicke im Bereich der Mittelachse 9 des Pressenstempels 6 und der Aufnahmeschale 1 aus die Dicke der Materialverteilung in Richtung auf die Umfangswand 3 hin ab. Zwar rieselt dann Pulvermaterial 5 im Zuge der Beaufschlagung durch die ebene Bodenfläche 7 des Pressenstempels 6 bzw. des Bodens 2 der Aufnahmeschale IJe nach dem, in welcher Richtung der Scheitel der konvex geformten Linse liegt, zur Seite hin, jedoch ergibt sich in den seitlichen Randbereichen 4a alleine dadurch bereits eine Verminderung der Dichte des pulverförmigen Materials 5 und damit des Druckes.

Da es aus praktischen Gründen schwierig und aufwendig ist, eine solche linsenförmig gehäufte Verteilungsform 8 auf der Oberseite des Bodens 2 anzuordnen und aufrecht zu erhalten, bis der Pressenstempel 6 niedergeht, wird bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Verteilungsform 8 mit nach unten weisender Kuppe an der Unterseite des Pk'essenstempels 6 durch Ansaugung erzeugt Hierzu ist an der Bodenfläche 7 eine Abdeckung Tb aus einem luftdurchlässigen, jedoch für das Pulvermaterial 5 undurchlässigen Material vorgesehen, an deren Rückseite Verteilerkanäie 10 sowie ein beispielsweise zentraler Sammelkanal 11 angeschlossen sind, in denen durch eine geeignete, nicht näher dargestellte Pumpe Unterdruck erzeugt werden kann. Bei Erzeugung von Unterdruck im Sammelkanal 11 in einer gewünschten Höhe und mit einer entsprechenden Absaugleistung springt das zunächst lose auf dem Boden 2 der Aufnahmeschale 1 liegende Pulvermaterial bei Annäherung des Pressenstempels 6 von oben an dessen Bodenfläche 7 im Bereich der Abdeckung Tb und bildet dort ohne jegliches weiteres Zutun die in F i g. 1 dargestellte konvexe oder linsenförmige Verteilungsform 8. Für die Abdeckung Tb stehen geeignete

Materialien insbesondere auf Keramikbasis zur Verfugung, und durch die in der Zeichnung veranschaulichte Ausbildung der Verteilerkanäle 10 als konzentrisch zur Mittelachse 9 liegende Ringkanäle in Form nach unten offener Halbbögen ergibt sich eine ausreichend flächige Abstützung der Abdeckung Tb von hinten, so daß über die Abdeckung Vb jeder gewünschte Druck auf das Pulvermaterial 5 aufgebracht werden kann, wenn der Pressenstempel 6 in der untersten Stellung gemäß F i g. 2 angelangt ist.

Die Abdeckung Tb reicht im Beispielsfalle nur über den Mittelbereich 46 der Dämmschicht 4, während rund um die Abdeckung Tb eine in der Breite dem Randbereich 4a entsprechende Randzone Ta der Bodenfläche 7 gebildet ist, die im Beispielsfalle aus dem massiven Metall des Pressenstempels 6 gearbeitet ist, an der jedenfalls keine Absaugung erfolgt. Dadurch wird in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise erreicht, daß die konvexe Verteilform 8 des Pulvermaterials 5 lediglich bis zum innenumfang der Randzone Ta der Bodenfiäche 7 des Pressenstempels 6 reicht und diese selbst zunächst frei bleibt. Erst im Zuge der zunehmenden Verpressung und damit Verformung und dem Aufbruch der regelmäßigen konvexen oder linsenförmigen Verteilungsform 8 gegen Annäherung des Pressenstempels an seinen unteren Totpunkt gelangt aus dem Mittelbereich 4b seitlich verdrängtes bzw. seitlich herabrieselndes Pulvermaterial 5 auch in den Randbereich 4a und wird schließlich durch die Randzone Ta der Bodenfläche 7 auch unter Druck gesetzt, jedoch erst kurz vor Erreichen des unteren Totpunktes des Pressenstempels 6 und somit unter einen erheblich geringeren Druck als das Material im Mittelbereich 4b. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Ringbereich der Randzone 7a des Pressenstempels 6 axial gegenüber dessen Mittelbereich hinter der Abdeckung Tb beweglich zu halten, um so unabhängig von der Preßkraft im Mittelbereich 4b orgcTgKgnAnfajjc ^ensu dosiert den "erinneren Druck suf den Randbereich 4a aufbringen zu können. Für übliche Anwendungsfällf hat sich jedoch eine solche zusätzliche Feindosierung des Druckes im Randbereich 4r, einerseits als entbehrlich erwiesen, und andererse'ts erweist es sich häufig als wesentlicher Vorteil des dargestellten Pressenstempels 6, daß die Bodenfläche 7 völlig eben ist, also die Unterfläcne der Randzone 7a mit der Unterfläche der Abdeckung Tb fluchtet, so daß in der aus Fig.3 ersichtlichen Weise auch die mit 4c bezeichnete Oberfläche der Dämmschicht 4 trotz der unterschiedlichen Druckverteilung während des Preßvorganges im Stadium, welches in F i g. 2 dargestellt ist, praktisch völlig eben ausfällt.

Wichtig ist dabei in jedem Fall, daß eine der Randzone 7a entsprechende Randzone des Pressenstempels 6 gegenüber dem im Beispielsfalle durch die Abdeckung Tb gebildeten Mittelbereich der Bodenfläche 7 im wesentlichen klar abgestuft abgesetzt ist. um durch diese Abstufung die gewünschten unterschiedlichen Druckbeaufschiagungen zu erzielen, im Extremfall kann diese Abstufung oder Absetzung darin bestehen, daß zunächst der der Randzone 7a entsprechende Randbereich des Pressenstempels 6 frei ist, hier also überhaupt keine Druckbeaufschlagung erfolgt, wobei der so gebildete lose Randbereich 4a anschließend durch einen separaten Ringstempel nachgedrückt werden könnte.

Ein solcher separater Ringstempel ist in Fig.4 veranschaulicht und mit 6a bezeichnet, während in F i g. 4 im übrigen den F i g. 1 bis 3 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so daß die Darstellung in Fig. 4 anhand der vorstehenden Erläuterungen aus sich heraus verständlich ist. Mit dem Ringstempel 6a kann eine zusätzliche Dosierung des Druckes im Randbereich 4a erfolgen, wobei durch geeignete Dimensionierungen dennoch erreicht werden kann, daß sich eine wenigstens annähernd ebene Oberfläche 4cdcr Dämmschicht 4 ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle mit einer einen Boden und eine umlaufende aufrechte Umfangswand aufweisenden Aufnahmeschale für zwischen der Wärmequelle und dem Boden der Aufnahmeschale angeordnetes Wärmedämmaterial, welches wenigstens aus einer bodenseitigen Dämmschicht feinporigen Kieselsäureaerogels, insbesondere mit Mineralfaserverstärkung und/oder Trübungsmittel, besteht, bei dem das Material der Dämmschicht in Pulverform in den Innenraum der Aufnahmeschale eingebracht und unmittelbar gegen den Boden der Aufnahmeschale verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressung des Wärmedämmaterials in einem Randbereich der Aufnahmeschale auf eine niedrigere Verdichtung als in einem Mittelbereich erfolgt, so daß nach Druckentlastung durch den Pressenstempel ein radialer Druckspannungsabbau des Wärmedämmmaterials des Mittelbereichs in den Randbereich erfolgt

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvermaterial der Dämmschicht in der Aufnahmeschale in eine konvexe Verteilungsform mit zur Umfangswand der Aufnahmeschale hin abnehmender Schichtdicke gebracht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich im JO Anschluß an die Aufbringung des Preßdrucks mit vermindertem Druck nachgepreßt wird.

4. Verfahren nach einem dir Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Randbereiches zwischen 1 und 10 !^m, vorzugsweise J5 zwischen 2 und 5 mm, insbesondere bei etwa 3 mm liegt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Auflager für die Außenfläche des Bodens der -to Aufnahmeschale und einem in den Innenraum der Aufnahmeschale einführbaren und gegen deren Boden führbaren Pressenstempel, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (7) des Pressenstempels (6) zwei unterschiedliche Zonen aufweist, nämlich einen Mittelbereich (Abdeckung Tb) und eine umlaufende Randzone (7a), die gegenüber dem Mittelbereich verminderten Preßdruck erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (Abdeckung Tb) der ϊι/ Bodenfläche (7) des Pressenstempels (6) eine luftdurchlässige, tür das Pulvermaterial (5) jedoch undurchlässige Abdeckung (Tb) aufweist, an deren dem Pulvermaterial (5) abgewandten Seite ein Unterdruck erzeugbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Mittelbereichs (Abdeckung Tb) mit der Unterseite der Randzone (Ta) der Bodenfläche (7) des Pressenstempels (6) fluchtet und eine Ebene bildet. m>

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone (7a^der Bodenfläche (7) des Pressenstempels (6) eine Breite zwischen 1 und 10 mm vorzugsweise zwischen 2 und

5 mm, insbesondere von etwa 3 mm aufweist. ^h5

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Wärmedämmung einer Wärmequelle, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung.

Ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Strahlungsheizung für eine Glaskeramikplatte ist etwa aus der DE-OS 25 51 137 bekannt Nach einer dort vorgesehenen Herstellungsmöglichkoit kann das pulverförmige Material der Dämmschicht nicht als Formteil vorgefertigt und in die Aufnahmeschale eingesetzt, sondern unmittelbar in die Aufnahmeschale hineingepreßt werden, die dann die Unterform bei der Pressung bildet Dabei wird geltend gemacht daß die relativ geringe mechanische Festigkeit des Materials unwesentlich ist, weil die daraus gebildete Dämmschicht von der Aufnahmeschale abgestützt wird.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt daß im Falle eines solchen Einpressens des Materials der Dämmstoff in die Aufnahmeschale trotz der konstruktiv vorgesehenen flächigen Abstützung der mechanisch wenig widerstandsfähigen Dämmschicht am Boden der Aufnahmeschale Beschädigungen auftreten. Bereits beim Transport und insbesondere nach einem Aufsetzen einer als Formteil vorgefertigten hochtemperaturfesten Schicht mit Lagermulden für die Heizwicklung wurde der Preßverbund des Materials der Dämmschicht lokal aufgelöst und lagen Materialteile der Dämmschicht demzufolge ungebunden und für die Wärmedämmung praktisch unwirksam vor. Dies äußerte sich in einem unerwarteten Temperaturanstieg im Bereich des Bodens der Aufnahmeschale im Betrieb, was eine Demontage der Kochplatte zur Ermittlung der Ursache erforderte.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß das spezielle Material der Dämmschicht auf der Basis von Kieselsäure-Aerogel sich nach der Entlastung durch den Pressenstempel ähnlich verhält wie eine gewölbte Kappe aus elastischem Material, i'eispielsweise eine gewölbte Blechronde. Beim Verpressen des feinporigen Dämmaterials gegen den Boden der Aufnahmeschale verhält sich dieses nämlich unter dem Druck des Pressenstempels ähnlich wie ein Fluid, besitzt dabei im Unterschied zu einem Fluid eine innere Elastizität. Beim Verpressen zwischen dem Boden der Aufnahmeschale und der ebenen Arbeitsfläche des Pressenstempels wird in dem Material, welches seitlich durch die Umfangswand der Aufnahmeschale begrenzt wird, ein allseitiger Druckzustand erzeugt. Dieser Druckzustand entspricht dem mittleren, labilen Gleichgewichtszustand einer gewölbten Kappe aus elastischem Material in einer ebenen Form, aus der heraus bei kleinerer Auslenkung in der einen oder anderen Richtung das Ausschnappen in die stabile gewölbte Lage erfolgt, wie dies allgemein bekannt ist (vergl. z. B. »Fertigungs- und stoffgerechtes Gestalten in der Feinwerktechnik«, K.-H. Sieker, K. Rabe, Springer-Verlag 1968).

Wenn nun bei einer solchen, in die Aufnahmeschale eingepreßten Dämmschicht in der Form einer dünnen Scheibe durch Erschütterungen oder dergleichen der labile Gleichgewichtszustand verlassen wird, so wölbt sich das Material der Dämmschicht im mittleren Bereich der Aufnahmeschale in einer flachen Kuppel nach oben und bildet so einen Spalt zur Innenfläche des Bodens der Aufnahmeschale. Damit ist die verpreßte Materialschicht mechanisch aber äußerst wenig widerstandsfähig. Bei Druckbelastung von der Oberseite der Aufnahmeschale her bricht das hochgewölbte oder