DE3213951A1 - Two-layered body of ceramic fibre insulating material and process for its production - Google Patents

Two-layered body of ceramic fibre insulating material and process for its production

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Abstract

In order to improve a body of ceramic fibre insulating material, comprising two ceramic fibre layers arranged against each other, anchored to each other and having properties differing from each other, in such a way that, while retaining the advantages already achieved in the prior art, in addition a simplification and improvement in the bonding of the two ceramic fibre layers can be achieved, which also makes production less expensive, the integrally interlocked fibres of the two ceramic fibre layers (1, 2) are envisaged as anchors. <IMAGE>

Description

"Zweiechichtiger Keramikfaserisolier- "Two-layer ceramic fiber insulation

stoffkörper und Verfahren zu dessen Herstellung" Die Erfindung betrifft einen Keramikfaserisolierstoffkörper, bestehend aus zwei aneinander angeordneten, miteinander verankerten Keramikfaaerschichten zueinw ander unterschiedlicher Eigenschaften. Material body and process for its production "The invention relates to a ceramic fiber insulating body, consisting of two adjacent, ceramic fiber layers anchored to one another with different properties.

Aus der betrieblichen Praxis ist es zur Minderung der Herstellungskosten bekannt, einen vorwiegend in Industriedfen zu verwendenden Keramikfaserisolierstoffkörper aus zwei vorgefertigten Platten zusammenzusetzen, wobei die heiße Seite des Keramikfaserisolierstoffkörpers durch eine hochwarmfeste Platte und die kühle Seite durch eine weniger warmfeste und wesentlich billigere Platte als die hochwarmfeste Platte gebildet wird.From operational practice, it is used to reduce manufacturing costs known, a ceramic fiber insulating body to be used primarily in industrial areas to assemble from two prefabricated panels, with the hot side of the ceramic fiber insulating material body with a highly heat-resistant plate and the cool side with a less heat-resistant one and much cheaper plate than the high-temperature plate is formed.

Bislang erfolgt die Verbindung dieser beiden vorigen fertigten Platten mittels letzterer durchgreifender, vorgefertigter Anker aus Metall, die an der heißen Seite mit Keramik beschichtet sein können, Außerdem ist auch schon vorgeschlagen worden, die beiden vorgefertigten Platten zueinander unterschiedw licher Wamrfestigkeit mit Kleber zu verbinden.So far, the connection between these two previously finished panels has been carried out by means of the latter thorough, prefabricated anchors made of metal, which are hot on the Side can be coated with ceramic, Besides, it's already been proposed that the two prefabricated panels differ from each other Licher heat resistance to connect with glue.

Daher die zueinander unterschiedlich warmfesten Platten auch zueinander unterschiedliche 5chwindmaDe haben, führt dies bei Erwärmung des Heramlkfaserisolierl stoffkörpers zu Spannungsspitzen, die die Verbindung der beiden Platten zumindest gefährden.Hence the different heat-resistant plates to one another have different wind dimensions, this leads to the heating of the thermal fiber insulation material body to stress peaks that the connection of the two plates at least endanger.

Darüber hinaus sind derartige Plattenverbindungen relativ umständlich und teuer.In addition, such plate connections are relatively cumbersome and expensive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Keramikfaserisolierstoffkdrper der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art insofern zu verbessern, daß unter Beibehaltung der beim Stand der Technik bereits erreichten Vorteile darüber hinaus eine Vereinfachung und Verbesserung der Verbindung der beiden Keramikfaserschichten erreichbar ist, die auch eine preiswertere HerstellungsmBglichkeit als bislang ergibt.The object of the invention is now to provide a ceramic fiber insulating body the type specified in the preamble of claim 1 to improve that while retaining the advantages already achieved in the prior art In addition, a simplification and improvement of the connection of the two ceramic fiber layers is achievable, which also results in a cheaper production option than before.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß als Anker die miteinander stoffschlüssig verfilzten Fasern beider Keramikfaserschichten vorgesehen sind.The solution to this problem is characterized in that as an anchor the cohesively matted fibers of both ceramic fiber layers are provided are.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Keramikfaserschichten über die gesamte Fläche ihrer aneinander grenzenden Zonnen miteinander stoffschlüssig verbunden sind.It is advantageous if the ceramic fiber layers over the entire area of their adjacent pinnacles connected to one another in a materially bonded manner are.

Durch diese Maßnahmen sind zusätzliche Verbindungsl mittel nicht mehr erforderlich.As a result of these measures, additional connecting means are no longer required necessary.

Darüber hinaus wird eine bislang unerreichte feste Verbindung zwischen den Keramikfaserschichten erreicht, die auch weit mehr als hekannte Verbindungen durch Spannungen hervorgerufene Relativbewegungen zu kompensieren vermag.In addition, a previously unattainable solid connection between the ceramic fiber layers, which are also far more than known connections able to compensate for relative movements caused by tensions.

Ein Verfahren zur Herstellung eines vorbeschriebenen HeramikfaseriaolierstoRfkörpers durch Urformen aus Keramikfaserschlämme, wobei die Schlämmeflüssigkeit aus der Form abgesaugt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die erste Keramikfaserschicht formt und die zweite Keramikfaserschicht an die erste Keramikiserschicht anformt.A method of making a previously described ceramic fiber reinforced body by primary molding from ceramic fiber slurry, the slurry liquid from the mold is sucked off, is characterized in that one first of all the first ceramic fiber layer and the second ceramic fiber layer is molded onto the first ceramic layer.

Hieraus resultiert einerseits eine innige Verbindung hoher mechanischer Festigkeit beider Keramikfaserw schichten miteinander, andererseits ist diese Verbindung mit bislang unerreicht einfachen und preis werten Maßnahmen erzielbar.On the one hand, this results in an intimate connection with high mechanical strengths Strength of both ceramic fiber layers with each other, on the other hand, this connection is achievable with unprecedented simple and inexpensive measures.

Zur weiteren Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung ist es vorteilhaft, wenn man beide Keramikfaserschichten in einer gemeinsamen, dem zweischichtigen Isolierstoffkdrper entsprechenden Form nacheinander formt.To further simplify and make production cheaper, it is advantageous if you have both ceramic fiber layers in a common, the two-layer Isolierstoffkdrper corresponding shape forms one after the other.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn man bei Einbettung von Heizleitern in den Isolierstoffkörpern zunächst den die Heizleiter aufnehmendehochwarmfeste Keramikfaserschicht formt1 um eine hohe Lagesicherheit der eingebetteten Heizleiter ächerzustellen.It is also advantageous when embedding heating conductors in the insulating bodies, first of all, the high-temperature resistant ones accommodating the heating conductors Ceramic fiber layer creates a high level of positional security for the embedded heating conductors to post.

Um eine noch intensivere festere Verklammerung der beiden Keramikfaserschichten miteinander zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn man die der zweiten Keramik~ faserschicht zugewandte Grenzzone der ersten Keramik~ faserschicht gegenUber den anderen Zonen letzterer zunächst mit geringerer Dichte formt und dann die Schlämmeflüssigkeit zur Formung der zweiten Keramik faserschicht mindestens teilweise durch die erste Keramikfaserschicht absaugt und dabei sowohl die zweite Keramikfaserschicht als auch die an letztere grenzende Zone der ersten Keramikfaaerachicht höher verdichtet.To achieve an even more intensive, tighter interlocking of the two ceramic fiber layers To get together, it is advantageous if one of the second ceramic fiber layer facing boundary zone of the first ceramic fiber layer compared to the other zones the latter first forms with lower density and then the slurry liquid for forming the second ceramic fiber layer at least partially through the first Ceramic fiber layer sucks and both the second ceramic fiber layer as also the zone of the first ceramic fiber layer bordering the latter is more densely compressed.

Eine unter Umständen bevorzugte Variante zur Verbesserung der Verklammerung der beiden Keramikfaaerschichten miteinander besteht darin, daß man vor dem Anformen der zweiten Keramikfaserschicht die letzterer zugewandte Grenzzone der ersten Keramikfaserachicht aufrauht.A variant that may be preferred under certain circumstances to improve the bracing the two ceramic fiber layers with each other consists in that one before the molding of the second ceramic fiber layer, the boundary zone of the first ceramic fiber layer facing the latter roughening.

Dies kann durch mechanische Einwirkung erfolgen.This can be done by mechanical action.

Eine unter Umständen bevorzugte Variante besteht hierzu darin, daß man die Deckschicht der ersten Keramikfaserschicht abreißt und dabei die mit der zweiten Keramik faserschicht stoffschlüssig zu verbindende Grenzzone der ersten Keramikfaserschicht auflockert.A variant which may be preferred under certain circumstances is that the top layer of the first ceramic fiber layer is torn off and the one with the second ceramic fiber layer to be firmly bonded to the boundary zone of the first Ceramic fiber layer loosens up.

Zur weiteren Verbesserung der Verbindung beider Keramikfaserschichten miteinander ist es vorteilhaft, wenn man das Dickenverhältnis der ersten und der zweiten Keramikfaserschicht durch den Schrumpfungsgrad der Werkstoffe derart bestimmt, daß bei Betriebstemperatur die Schrumpfungagrade in der Grenzzone beider Keramik faserschichten mindestens annähernd gleich sind.To further improve the connection between the two ceramic fiber layers with each other, it is advantageous if the thickness ratio of the first and the second ceramic fiber layer determined by the degree of shrinkage of the materials, that at operating temperature the degree of shrinkage in the boundary zone of the two ceramics fiber layers are at least approximately the same.

Durch diese Maßnahmen sind durch unterschiedliche Schwindungen bedingte Spannungen im Bereich der Grenzzone der beiden Keramikfaserschichten a priori ausschließbar, woraus eine noch dauerhaftere Verbindung der beiden Keramikfaserschichten resultiert.These measures are due to different shrinkages Tensions in the area of the boundary zone of the two ceramic fiber layers can be excluded a priori, This results in an even more permanent connection between the two ceramic fiber layers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Die Zeichnung zeigt einen Teil eines Keramikfaserisolierstoffkörpers im Querschnitt.The drawing shows part of a ceramic fiber insulation body in cross section.

Dieser KeramikfaserisQlierstoffkDrper besteht aus zwei aneinander angeordneten und miteinander unlösbar verankerten Keramikfaserschichten 1 und 2 etwa gleicher Dicke.This ceramic fiber body consists of two together ceramic fiber layers 1 and 2 arranged and permanently anchored to one another about the same thickness.

Die an der heißen Seite des Keramikfaserisolierstoffkoçrpers angeordnete Keramikfaserschicht 1 hat eine hohere Warmfestigkeit als die Keramik faserschicht 2.The one arranged on the hot side of the ceramic fiber insulating body Ceramic fiber layer 1 has a higher heat resistance than the ceramic fiber layer 2.

In die Keramikfaserschicht 1 ist eine elektrische Heizwendel 3 eingebettet.An electrical heating coil 3 is embedded in the ceramic fiber layer 1.

Zur unldsbaren Verankerung der beiden Keramikfaserschichten 1 und 2 miteinander im Bereich der Grenzzone 4 dienen die miteinander stoffschlüssig verfilzten Fasern beider Keramikfaserschichten 1 und 2.For permanent anchoring of the two ceramic fiber layers 1 and 2 with one another in the area of the boundary zone 4 are used by the cohesively felted ones Fibers of both ceramic fiber layers 1 and 2.

Dabei sind beide Ksramikfaserschichten 1 und 2 über die gesamte Fläche ihrer aneinander grenzenden Zonen miteinander stoffschlüssig verbunden.Both Ksramik fiber layers 1 and 2 are over the entire surface their adjoining zones cohesively connected to one another.

Dieser Keramikfaserisolierstoffkörper ist durch Urformen aus Keramikfaserschlämme gebildet, wobei aus der in die Form eingebrachten Keramikfaserschlämme die Schlämmeflüssigkeit allmählich abgesaugt wird.This ceramic fiber insulating body is made by molding from ceramic fiber slurry formed, the slurry liquid from the ceramic fiber slurry introduced into the mold is gradually suctioned off.

Dabei kann die Form entweder in einen Keramikfaserschlämme beinhaltenden Behälter eingetaucht werden, oder es kann auf die oben offene Mündung der Form ein Kragen dichtscHießend aufgesetzt werden, der mit Keramikfaserschlämme angefüllt wird.The mold can either be made of a ceramic fiber slurry Container can be dipped, or it can be placed on the open-topped mouth of the mold The collar is tightly fitted and filled with ceramic fiber slurry will.

Um nun eine stoffschlüssige mechanisch hoch belastbare Verbindung zwischen den beiden Keramikfaser schichten 1 und 2 zu erhalten, wird zunächst die Keramikfaserschicht1§hoher Warmfestigkeit geformt und anschließend die andere Keramikfaserschicht 2 an die Keramikfaserschicht 1 angeformt.This is about a cohesive, mechanically highly resilient connection to get layers 1 and 2 between the two ceramic fiber is first the Ceramic fiber layer 1§high heat resistance formed and then the other ceramic fiber layer 2 molded onto the ceramic fiber layer 1.

Erst danach wird der so geformte Keramikfaserisolierstoffkdrper in bekannter Weise getrockdnet.Only then is the ceramic fiber insulating body formed in this way in dried in a known way.

Zur intensiveren Verkrallung der Fasern beider Keramik~ faserschichten miteinander ist es vorteilhaft, wenn man die der zweiten Keramikfaserschicht zugewandte Grenzzone der Keramikschicht 1 gegenüber den anderen Zonen letzterer zunächst mit geringerer Dichte formt und dann die Schlämmeflüssigkeit zur Formung der zweiten Keramik faserschicht 2 mindestens teilweise durch die erste Keramikschicht 1 absaugt und dabei sowohl die zweite Keramikfaserschicht 2 als auch die an letzterer angrenzende Zone der ersten Keramikfaserschicht 1 höher verdichtet.For more intensive interlocking of the fibers of both ceramic fiber layers with one another, it is advantageous if the one facing the second ceramic fiber layer Boundary zone of the ceramic layer 1 with respect to the other zones of the latter initially with lower density forms and then the slurry liquid to form the second Ceramic fiber layer 2 at least partially through the first ceramic layer 1 and sucks both the second ceramic fiber layer 2 and that of the latter adjacent zone of the first ceramic fiber layer 1 more densely compressed.

Die vorübergehende geringere Verdichtung der Grenzzone der ersten Keramikfaserschicht 1 kann durch vorübergehende Reduzierung des Vakuums beim Absaugen der SchlämmeflUssigkeit erreicht werden.The temporary lower compression of the boundary zone of the first Ceramic fiber layer 1 can by temporarily reducing the vacuum during suction the slurry liquid can be achieved.

Zur Erzielung des gleichen Zweckes oder e auch zur noch weiteren Erhöhung der Festigkeit im Verbindungsbereich kann man vor dem An formen der zweiten Keramikfaserschicht 2 die letztere zugewandte Grenzzone der Keramikfaserschicht 1 zum Beispiel unter Zuhilfenahme eines Werkzeuges aufkratzen.To achieve the same purpose or to increase it even further the strength in the connection area can be shaped before the second ceramic fiber layer 2 the latter facing boundary zone of the ceramic fiber layer 1, for example below Scrape with the help of a tool.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn man die Deckschicht der Keramikfaserschicht 1 abreißt und dabei die mit der zweiten Keramikfaserschicht stoffschlüssig zu verbindende Grenzzone der Keramikschicht 1 auflockert.It has proven to be particularly advantageous if the top layer the ceramic fiber layer 1 tears off and thereby the one with the second ceramic fiber layer loosens the boundary zone of the ceramic layer 1 that is to be connected in a cohesive manner.

Um durch Temperatureinwirkung bedingte Spannungen im Verbindungsbereich beider Keramikfaeerschichten 1 und 2 mindestens annähernd gänzlich auszuschließen, kann man das Diskenverhältnis der Keramikfaserschichten so bestimmen, daß bei Erwärmung des Keramikfaserisolierstoffkörpers auf Betriebstemperatur die Schrumpfungagrade in der Grenzzone beider Keramik faserschichten 1 und 2 etwa gleich sind.To stress in the connection area caused by the effects of temperature to exclude both ceramic fiber layers 1 and 2 at least approximately completely, you can determine the disc ratio of the ceramic fiber layers so that when heated the degree of shrinkage of the ceramic fiber insulation body at operating temperature in the boundary zone of the two ceramic fiber layers 1 and 2 are approximately the same.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch mglich, mehr als zwei in ihren Eigenschaften unterschiedliche Keramikfaserschichten aufweisende Keramikfaserisulierstoffkdrper herzustellent wobei letzterer über seine gesamte Dicke vorzugsweise eine gleichhohe Dichte aufweist.With the method according to the invention it is also possible to use more than two Ceramic fiber insulators having different ceramic fiber layers in their properties to be produced, the latter being preferably of the same height over its entire thickness Has density.

Alle neuen, in der BesGhrelbung und/ader Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual items disclosed in the yellowing and / or the drawing and combination features are considered essential to the invention.

Claims (10)

Patentansprüche: (½). Keramikfaserisolierstoffkörper, bestehend aus zwei aneinander angeordneten, miteinander verankerten Keramikfaserschichten zueinander unterschiedlicher Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß als Anker die miteinander stoffschlüssig verfilzten Fasern beider Keramikfaserschichten (1,2) vorgew sehen sind. Claims: (½). Ceramic fiber insulating body, consisting of two ceramic fiber layers anchored to one another and arranged next to one another different properties, characterized in that the anchor with each other cohesively matted fibers of both ceramic fiber layers (1,2) see vorgew are. 2. Keramikfaserisolierstoffkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikfaserw schichten (1,2) über die gesamte Fläche ihrer aneinander grenzenden Zonen miteinander stoffschlüssig verbunden sind. 2. Ceramic fiber insulating body according to claim 1, characterized in that that the ceramic fiber layers (1,2) over the entire area of their adjoining one another Zones are materially connected to one another. 3. Verfahren zur Herstellung eines Keramikfaser isolierstoffkörpers nach Anspruch t oder 2, durch Urformen aus Keramikfa6erschlSmme, wobei die Schlämmeflüssigkeit aus der Form abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zunSchst die erste Keramikfsserschicht (1) formt und die zweite Keramik~ faserschicht (2) an die erste Keramikfaserschicht (1) anformt.3. Process for the production of a ceramic fiber body of insulating material according to claim t or 2, by primary molding from ceramic fiber slurry, wherein the slurry liquid is sucked out of the mold, characterized in that the first Ceramic fiber layer (1) forms and the second ceramic fiber layer (2) to the first Molded ceramic fiber layer (1). h. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man beide Keramikfaserschichten (1,2) in einer gemeinsamen, dem zweischichtigen Isolierstoff~ körper entsprechenden Form nacheinander formt.H. Process according to claim 3, characterized in that both Ceramic fiber layers (1,2) in a common, the two-layer insulating material ~ body corresponding shape one after the other. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Einbettung von Heizleitern (3) in den Isolierstoffkörpern zunächst den die Heizleiter aufnehmende hochwarmfeste Keramikfaserschicht (t) formt.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that one when embedding heating conductors (3) in the insulating bodies, first the heating conductors absorbing highly heat-resistant ceramic fiber layer (t) forms. 6. Verfahren nach einem der AnsprUche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die der zweiten Keramikfaserschicht (2) zugewandte Grenzzone der ersten Keramikfaserschicht (1) gegenüber den anderen Zonen letzterer zunächst mit geringerer Dichte formt und dann die Schlämmeflüssigkeit zur Formung der zweiten Keramikfaserschicht (2) mindestens teilweise durch die erste Keramik~ faserschicht (1) absaugt und dabei sowohl die zweite Keramikfaserschicht (2) als auch die an letztere grenzende Zone dr ersten Keramikfasert schicht (1) höher verdichtet.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that that the second ceramic fiber layer (2) facing border zone of the first Ceramic fiber layer (1) compared to the other zones of the latter initially with less Density forms and then the slurry liquid to form the second ceramic fiber layer (2) at least partially sucked through the first ceramic fiber layer (1) and thereby both the second ceramic fiber layer (2) and the zone adjoining the latter The first ceramic fiber layer (1) is more densely compressed. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Anformen der zweiten Keramikfaserschicht (2) die letzterer zugewandte Grenzzone der ersten Keramikfaserschicht (1) aufrauht.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in, that one facing the latter before molding the second ceramic fiber layer (2) Roughened the boundary zone of the first ceramic fiber layer (1). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man mechanisch aufrauht.8. The method according to claim 7, characterized in that one mechanically roughening. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Deckschicht der ersten Keramikfaser schicht (1) abreißt und dabei die mit der zweiten Keramikfaserschicht (2) stoffachlUssig zu verbindende Grenzzone der eraten Keramikfsserschicht (1) auflockert.9. The method according to claim 7, characterized in that the Cover layer of the first ceramic fiber layer (1) tears off and thereby the one with the second Ceramic fiber layer (2) boundary zone of the eraten ceramic fiber layer to be connected in a material-liquid manner (1) loosens up. 10. Verfahren nach einem der AnsprUchs 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das DickenverhSltnis der ersten und der zweiten Keramikfaserschicht (1 und 2) durch den Schrumpfungsgrad der Werkstoffe derart bestimmt, daß bei Betriebstemperatur die Schrumpfungagrade in der Grenzzone beider Keramikfaserschichten (1,2) mindestens annähernd gleich sind.10. The method according to any one of claims 3 to 9, characterized in that that the thickness ratio of the first and the second ceramic fiber layer (1 and 2) determined by the degree of shrinkage of the materials in such a way that at operating temperature the degree of shrinkage in the boundary zone of the two ceramic fiber layers (1,2) at least are approximately the same.
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