DE3114015A1

DE3114015A1 - "verfahren zum befestigen eines verkleidungselementes auf einer metallischen oberflaeche und hierzu geeignetes, vorgefertigtes verkleidungselement"

Info

Publication number: DE3114015A1
Application number: DE19813114015
Authority: DE
Inventors: Léon Joseph Eugène 4000 Liege Delcour
Original assignee: Cockerill SA
Current assignee: Cockerill SA
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1982-01-28
Also published as: FR2493223B1; GB2081416A; FR2480182B1; IT1137553B; BR8102198A; GB2081416B; FR2480182A1; US4408708A; FR2493223A1; ES501157A0; ES8207314A1; CA1165628A; IT8121017A0; ES264212U; SE8102203L; IT8121017A1; ES264212Y; SE452645B

Description

DIPL.-ING. H. STEHMANN* DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEiNZER**

0-8500 NÜRNBERG 70 ■ ESSENWEINSTRASSE 4-6 ■ TELEFON 0911/2037270 · TELEX 06/23135

Nürnberg, 06.04.1981 17-64

Cockerill, 4100 Seraing (Belgien)

"Verfahren zum Befestigen eines Verkleidungselementes auf einer metallischen Oberfläche und hierzu geeignetes, vorgefertigtes Verkleidungselement"

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PATENTANWALT VON 1930 BIS 1980 " ZUGELASSENER VERTRETER VOR DEM EUROPAISCHEN PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befestigen eines Verkleidungselementes auf einer metallischen Oberfläche. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein vorgefertigtes Verkleidungselement, welches zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.

Die Problematik der Verkleidung einer metallischen Oberfläche ergibt sich beispielsweise bei metallischen Rohren, welche den hohen Temperaturen in Heizöfen und in Öfen zur thermischen Behandlung ausgesetzt sind, um diese Rohre gegenüber der Einwirkung von Flammen zu schützen und zu isolieren. Dieses Problem ergibt sich insbesondere für Ofenzüge und -kanäle, für Schächte oder Kanäle zum Transport von Produkten, für Belüftungskanäle und dergleichen mehr.

Es sind bereits verschiedene Arten der Herstellung einer Verkleidung von zu schützenden Oberflächen bekannt, welche sich im wesentlichen auf zwei Verfahren zurückführen lassen. Gemäß einem ersten Verfahren wird das Verkleidungsmaterial, z. B. ein feuerfestes Material, in einem nicht bearbeiteten Zustand aufgebracht: Es wird in eine auf der Oberfläche hierzu vorgesehene Schalung eingegossen oder eingestampft und auf dieser Oberfläche mit Hilfe einer sehr großen Anzahl von Verankerungsstiften oder -zapfen befestigt, mit welchen die zu schützende Oberfläche ausgestattet ist.

Vor ihrem Einsatz muß die -auf diese Weise gebildete Ver-0 kleidung langsam und in einer homogenen Art und Weise austrocknen, damit in dem Material keine Spannungszonen oder unterschiedliche Strukturen geschaffen werden, welche letztendlich der Sitz von Fehlern sein werden, wie z. B, von Riß- und/oder Blasenbildungen, die dazu geeignet sind, die Leistungsfähigkeit der Verkleidung zu verringern und selbst Beschädigungen hervorzurufen,

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die ihrerseits ein Verschwinden der Verkleidung auf mehr oder weniger bedeutenden Teilen der Oberfläche im Gefolge haben können. Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit von Reparaturen, welche stets sehr schwierig, mühsam und kostspielig sind und die Funktion der in Frage stehenden Einrichtung stören. Die Nachteile dieses bekannten Verfahrens bestehen somit in der Notwendigkeit einer erheblichen Dichte der Verankerungsstifte, einer besonderen Handhabung beim Aufbringen des Verkleidungsmaterials, einer langen Trockenzeit und ggf. von schwierigen und kostspieligen Reparaturen. Die Zuverlässigkeit der Verkleidung ist keinesfalls absolut und der Schutz der Oberfläche ist nicht nur von den physikalischen Eigenschaften des verwendeten Materials abhängig, sondern ebenfalls von der Qualität der Aufbringungsarbeiten. Schließlich schließt die starke Verankerungsdichte praktisch die Möglichkeit aus, zwischen die metallische Oberfläche und die feuerfeste Verkleidung eine isolierende Verkleidung zu setzen.

Das zweite bekannte Verfahren besteht im wesentlichen in der Verwendung von vorgefertigten, üblicherweise als Schalen bezeichneten Verkleidungselemente^ die auf der zu schützenden Oberfläche angeordnet und miteinander durch Zusammenfügung oder -passen oder aber mittels metallischer Halterungen oder Verbindungsstücke befestigt werden, welche vorher auf der erwähnten, zu schützenden Oberfläche befestigt oder angeordnet worden sind. Wenn das Verfahren mittels Zusammenfügen oder -passen realisiert wird, dann weist es als Nachteile auf, daß die Verkleidungselemente in den Bereichen dieses Zusammenfügens zerbrechlich sind, daß sie im laufenden Meter verhältnismäßig teuer sind und daß sie sich nur auf vertikale Oberflächen aufbringen lassen.

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Wenn nun die Elemente mit Hilfe von metallischen Halterungen oder Verbindungsstücken befestigt werden/ dann erfordert dieses Verfahren eine langwierige Arbeit, um diese Halterungen oder Verbindungsstücke auf der zu schützenden Oberfläche zu befestigen/ ferner in gewissen Fällen ein Einstellen bzw. Justieren von Element zu Element oder in anderen Fällen eine Vormontage. Darüber hinaus sind Brüche von vorgefertigten Elementen nicht gerade selten und die auf diese Weise hergestellte Verkleidung ist selbst im laufenden Meter außerordentlieh kostspielig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs definierten Art anzugeben, welches die vorerwähnten Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und in einer raschen und wirtschaftlichen Art eine verbesserte Realisierung einer Verkleidung erlaubt, die insbesondere einen erhöhten Nutzeffekt und größere Zuverlässigkeit besitzt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung eines für das Verfahren geeigneten Verkleidungselementes anzugeben.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die

folgenden Schritte gelöst:
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a) Das vorgefertigte Verkleidungselement, das ein oder mehrere Löcher aufweist, wird auf die metallische Oberfläche aufgebracht;

b) in ein jedes <ler Löcher wird ein Verankerungseleraent eingeführt, bis dessen Ende die metallische Oberfläche berührt, und dieses Verankerungselement wird anschließend, z.B. mittels einer Schweißpistole,auf die Oberfläche aufgeschweißt; und

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c) der um die Verankerungselemente herum jeweils verbliebene Hohlraum der Löcher wird mit einer Dichtungsmasse aufgefüllt.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 1 und 2.

Gemäß der Erfindung wird ferner ein vorgefertigtes Verkleidungselement vorgeschlagen, welches sich dadurch auszeichnet, daß es mit einem oder mehreren Löchern ausgestattet ist, die in ihrem Inneren mit hohlen Buchsen oder Hülsen versehen sind, die eine mit einer Öffnung versehene Basis aufweisen.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Verkleidungselementes nach der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 5 und 6.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung, ihrer Merkmale und Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.

Dabei zeigt:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines metallischen Rohres, auf dem eine Verkleidung aufgebracht wird,
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Fig. 2 bis 4 die einzelnen aufeinanderfolgenden Phasen des Befestigungsvorgan-, ges für Verkleidungselemente,

Fig. 5 in Schnittansicht ein weiteres Ausführungs

beispiel nach der Erfindung, und

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Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Schnittansicht, wobei noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. 5

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines zylindrischen, metallischen Rohres 1 dargestellt, auf das eine äußere schützende Verkleidung aufgebracht wird. Entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die Verkleidung durch vorgefertigte Elemente 2 gebildet, beispielsweise aus feuerfestem Material, von denen ein jedes mit einem oder mehreren Löchern 3 versehen ist, z. B. mit vier Löchern von einem Durchmesser von 40 mm bei einem Verkleidungselement von 30 cm Länge. Dieses Verkleidungselement 2 wird auf der äußeren Oberfläche des Rohres 1 (siehe Fig. 2) zur Auflage gebracht, ggf. unter Dazwischensetzen einer Schicht 4 aus isolierendem Material, beispielsweise aus einem keramischen Filz von etwa 1 bis 2 cm Dicke, zwischen der Oberfläche des Rohres ^O 1 und das Verkleidungselement 2. Diese Isolierschicht kann auf die innere Oberfläche des Verkleidungselementes 2 aufgeklebt sein, bevor dieses auf die äußere Oberfläche des Rohres 1 aufgebracht wird.

Ein jedes Verkleidungselement 2 wird, nachdem es an Ort und Stelle gebracht ist, auf dem Rohr 1 mittels Verankerungselementen 5 (siehe Fig. 3) befestigt, welche auf die äußere Oberfläche des Rohres am Grunde der Löcher 3 aufgeschweißt werden. In Fig. 3 ist ein Verankerungselement 5 in der Art eines Bolzens oder Stiftes dargestellt. Die Länge dieser Stifte ist so gewählt, daß, wenn sie auf das Rohr 1 aufgeschweißt sind, ihr freies Ende sich in einen gewissen Abstand von der äußeren Oberfläche des Verkleidungselementes 2 befindet. Das Aufschweissen der Verankerungselemente 5 läßt sich mit Hilfe einer Schweißpistole

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2ur Bolzenschweissung auf metallische Wände durchführen, ζ. B. mit Hilfe einer modifizierten KSM-Pistole. Es handelt sich um eine Schweiß-Pistole, welche an eine elektrische Entladungseinheit angeschlossen und mit einem Stützfuß sowie mit einem Dorn versehen ist, welcher in Abhängigkeit vom Durchmesser des Verankerungselementes 5 gewählt wird. Die Längen des Stützfußes und des Dornes sind an die Dicke der aufzubringenden Verkleidung angepaßt. Das Aufschweißen eines Verankerungselementes 5 auf die Oberfläche des Rohres 1 erfolgt in der Weise, daß ein leichter Druck der Pistole auf die Oberfläche des Rohres ausgeübt wird, damit das Verankerungselement 5 und der Stützfuß im Inneren eines Loches 3 positioniert werden und daß anschließend die Entladung der Elektroschweißung hervorgerufen wird. Der jeweilige Hohlraum der Löcher 3 um die Bolzen 5 herum wird mit einer Dichtungsmasse 7 (siehe Fig. 4) aufgefüllt, z. B. mit einer Masse, die unter der Handelsbezeichnung "Thermiplast 456 P.C." bekannt ist. Eine Mutter 6 kann auf die BoI-zen 5 aufgeschraubt werden, um die Dichtungsmasse 7 festzuhalten. Die Bolzen 5 können auch mit einem geschmiedeten Kopf ausgebildet sein.

Die Verkleidungselemente 2 werden an Ort und Stelle gebracht und nacheinander in der Weise befestigt, daß ein geringer Zwischenraum, z. B. von 2 mm Breite, zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Elementen vorhanden ist, wodurch diesen Elementen eine völlige Unabhängigkeit im Falle eventueller mechanischer und thermischer Belastungen erlaubt wird. Es ist insbesondere festzuhalten, daß, entsprechend dem im vorangehenden beschriebenen Ver-'fahren, die Verankerungsbolzen bzw. -stifte angeordnet und angeschweißt werden, nachdem die vorgefertigten Verkleidungselemente 2 angeordnet und ausgerichtet worden sind.

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Das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzt vor allem die Vorteile, daß keinerlei Vormontage erforderlich ist, weil die Verankerung stattfindet, nachdem die vorgefertigten Elemente an Ort und Stelle gebracht sind, und daß lediglich eine herabgesetzte Anzahl von Verankerungselementen von einfacher Herstellungsart benötigt wird. Die Anordnung kann daher in einer raschen und wirtschaftlichen Weise erfolgen.

Fig, 5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Querschnitt durch die Anordnung mit den Teilen 1-2-4 entsprechend dem Durchmesser eines Loches dargestellt ist. Dieses Loch 3 ist mit einer Hülse 8 versehen, welche eine metallische, zylindrische Wandung 81, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl, sowie eine Basis 82 aufweist, welche beispielsweise in der Weise behandelt ist, daß sie elektrisch isolierend ist. Diese Basis 82 ist von einer Öffnung 83 durchbohrt. Das Verankerungselement 5 wird hier durch eine metallische Kugel gebildet, die auf die Wandung des Rohres 1 aufgeschweißt wird, nachdem sie in der Öffnung 83 der Hülse 8 angeordnet worden ist. Kugeln 9, die auf die äußere Wandung der Hülse 8 aufgeschweißt sind, dienen zum Festklemmen der Hülse in Bezug auf ein Verkleidungselement 2. Diese Elemente 2 werden zugeführt, mit den Hülsen 8 versehen und auf dem Rohr 1 angeordnet und sodann werden die Verankerungskugeln 5 in die Löcher 3 eingeführt, in den Öffnungen 83 der Hülsen 8 plaziert und auf das Rohr 1 geschweißt.

Das Verankerungselement 5 kann in die Hülse 8 eingeführt und auf die Wandung des Rohres 1 ausgeschweißt werden, nachdem das Verkleidungselement 2 auf das Rohr 1 auf-

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gesetzt ist. Es ist aber auch möglich, das Verankerungselement 5 vor der Anordnung des Verkleidungselementes 2 in der Hülse 8 unterzubringen und es dort beispielsweise mittels einer Kartonscheibe 51 festzuhalten, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Kartonscheibe 51 besitzt einen Durchmesser, welcher etwas größer als der Innendurchmesser der Hülse 8 ist, wobei sie in ihrer Mitte eine Öffnung aufweist, die die Oberfläche des VerankerungselementesS in Erscheinung treten läßt. Im Zeitpunkt des AufSchweißens wird der Kopf der Schweißpistole den Karton zurückdrücken und in Berührung mit der Oberfläche des Verankerungselementes 5 treten, wodurch ein Schließen des elektrischen Kreises, eine Erhitzung des Elementes 5 und hierdurch ein Entflammen des Kartons hervorgerufen wird. Auf diese Weise können die Verkleidungselemente bereits vor ihrer Anordnung mit Verankerungen versehen werden, woraus sich eine Erleichterung des Aufbringens sowie ein Zeitgewinn ergibt. Diese Verkleidungen können auf jede 0 Art von zu schützender Oberfläche aufgebracht werden.

Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sie umfasst auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie alle Teil- und ünterkombinationen der beschriebenen und/oder Merkmale und Maßnahmen.

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Claims

patentanwälte WeInzer** DIPL.-ING. H. STEHMANN* DIPL.-PHYS. DR. K. SCH D-8500 NORNBERG 70 ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 0911/2037Z7D TELEX 06/23135 Nürnberg, 06. 04. 1981 17-64 Ansprüche

1. Verfahren zum Befestigen eines Verkleidungselementes auf einer metallischen Oberfläche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Das vorgefertigte Verkleidungselement (2), das ein oder mehrere Löcher (3) aufweist, wird auf die metallische Oberfläche aufgebracht;

b) in ein jedes der Löcher (3) wird ein Verankerungselement (5) eingeführt, bis dessen Ende die metallische Oberfläche berührt, und das Verankerungselement (5) wird anschließend mittels einer Schweißpistole auf die Oberfläche aufgeschweißt; und

c) der um die Verankerungselemente (5) herum jeweils vorhandene Hohlraum der Löcher (3) wird mit einer Dichtungsmasse (7) aufgefüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

daß die in dem vorgefertigen Verkleidungselement (2) ausgeformten Löcher (3) jeweils mit hohlen Buchsen oder Hülsen (8) versehen werden ,die eine von einer Öffnung (83) durchbohrte Basis (82) aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Verkleidungselement (2) angeordneten

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PATENTANWALT VON 1930 BIS Ι9βθ ".ZUGELASSENER VERTRETER VOR DEM EUROPAISCHEN PATENTAMT

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hohlen Buchsen oder Hülsen(8) mit Verankerungselementen (5) versehen werden, die mittels Kartonscheiben (51) festgehalten werden, welche eine Öffnung aufweisen, durch die ein Teil der Oberfläche des entsprechenden Verankerungselementes (5) in Erscheinung tritt.

4. Vorgefertigtes Verkleidungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Verkleidungselement (2) mit einem oder mehreren Löchern (3) ausgestattet ist, die in ihrem Inneren mit hohlen Buchsen oder Hülsen (8) versehen sind, die eine mit einer Öffnung (83) versehene Basis (82) aufweisen.

"5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Buchsen oder Hülsen (8) jeweils Verankerungselemente (5) enthalten, die mittels Kartonscheiben (51) festgehalten sind, welche eine Öffnung aufweisen, durch die ein Tei der Oberfläche des entsprechenden Verankerungselementes (5) in Erscheinung tritt. 2Q

6. Element nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der metallischen Oberfläche zugekehrte Oberfläche des Elementes (2) mit einer elektrisch isolierenden Schicht (4) versehen ist.

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