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Verfahren zur Herstellung einer feuerfesten
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Auskleidungsschicht Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer feuerfesten Auskleidungsschicht unter Verwendung von vorgefertigten Bauelementen
aus mineralischem Fasermaterial.
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Es sind vorgefertigte Bauelemente in Blockform bekannt, bei denen
mineralisches Fasermaterial auf einer Grundplatte befestigt ist. Wenn das Bauelement
die gewünschte tage in der jeweils herzustellenden Auskleidung erhalten hat, befindet
sich die Grundplatte an der dem Feuerungsraum abwandten Seite. Das Fasermaterial
läßt sich jedoch nur in verhältnismäßig geringer Dichte an der Grundplatte befestigen,
zumindest dann, wenn Aluminiumoxyd-Fasern verwendet werden, die eine wesentlich
größere Elastizität haben als beispielsweise Aluminium-Silikatfasern. In keinem
Fall läßt sich das an einer Grundplatte befestigte Fasermaterial vor der Montage
so weitgehend komprimieren, daß nach einem durch Schrumpfung verursachten Volumenverlust
eine gegenüber dem Ursprungszustand des Fasermaterials wesentlich erhöhte Dichte
verbleibt.
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Es gibt ferner vorgefertigte Bauelemente in Form von Fasermaterial,
das mit einem Vlies umgeben und komprimiert
wird. Das Vlies ist
jedoch nicht in der Lage, die beim Komprimieren auftretende Verringerung des Volumens
in einer solchen Weise auszugleichen, daß es den komprimierten Faserblock straff
umspannt. Es lassen sich deshalb nur verhältnismäßig geringe Materialdichten erzielen.
Der so hergestellte Block ist auch nicht in ausreichendem Maße formhaltig, was für
die spätere Montage nachteilig ist.
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Ein beiden bekannten Ausführungsformen gemeinsamer Nachteil besteht
ferner darin, daß sich die Dichte des Fasermaterials nach der Montage allenfalls
grob schätzen, jedoch niemals mit ausreichender Genauigkeit vorherbestimmen läßt.
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Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung einer feuerfesten
Auskleidungsschicht unter Verwendung von vorgefertigten Bauelementen aus mineralischem
Fasermaterial in einer solchen Weise zu ermöglichen, daß sich wesentlich höhere
Materialdichten erreichen und die Größe der in der fertigen Auskleidung vorhandenen
Materialdichte vorherbestimmen lassen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren vor,
das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: a) Es werden Mattenlagen
von vorgegebener Grundfläche und vorgegebenem Gewicht zwischen Stützelemente eingelegt
und zu einem Block zusammengepreßt, bis eine vorgegebene Dichte erreicht ist; b)
der Block wird durch Bindeelemente zusammengehalten;
c) die Auskleidungsschicht
wird am Montageort unter Verwendung derart vorgefertigter Blöcke zusammengesetzt;
d) die Bindeelemente werden gelöst.
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Das Fasermaterial wird also zunächst in den einzelnen Blöcken auf
eine vorgegebene Dichte zusammengepreßt, die wesentlich größer ist als die für die
fertiggestellte Auskleidung gewünschte Materialdichte. Es läßt sich eine sehr große
Dichte erreichen, da die Stützelemente durch Bindeelemente zusammengehalten sind.
Wenn die derart vorgefertigten Bauelemente zur Herstellung einer Auskleidungsschicht
entsprechend zusammengestellt werden, werden sie im allgemeinen zunächst noch einen
zumindest geringen Abstand voneinander haben. Da man sowohl die Dichte des Materials
als auch seine-Elastizität~kennt, lassen sich die nach dem Lösen der Bindeelemente
auftretende Ausdehnung des Fasermaterials und die hiermit verbundene Herabsetzung
der Dichte verhältnismäßig genau vorherbestimmen. Dies gilt natürlich auch für den
Abstand der Bauelemente beim Zusammenstellen der Auskleidungsschicht. Man wird den
Abstand im allgemeinen nur so gering wählen, daß sich die Bauelemente leicht in
die jeweils herzustellende Auskleidungsschicht einsetzen lassen und hierzu kein
besonderer Kraftaufwand, beispielsweise durch Einpressen eines letzten Bauelementes,
erforderlich ist. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang auch, daß
die Bauelemente sehr formhaltig sind.
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Mit Hilfe des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens lassen
sich Dichten oberhalb 130 kg/m3 erreichen, was bisher zumindest mit Aluminiumoxyd-Fasermaterial
nicht möglich war. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß durch
unvermeidliche
Materialschrumpfungen früher bedingte Fugen in der Auskleidungsschicht jetzt nicht
mehr entstehen können. Es wird nämlich auch die Wärmeleitfähigkeit der Auskleidungsschicht
herabgesetzt. Die Erfindung machisich die Erkenntnis zunutze, daß bis zu einer Dichte
von bestimmter Größe die Wärmeleitfähigkeit des Fasermaterials zunächst abnimmt.
Erst wenn dieser Punkt überschritten wird, nimmt die Wärmeleitfähigkeit wieder zu,
was einer beliebigen Erhöhung der Dichte natürlich entgegensteht. Mit Hilfe des
vorder Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens läßt sich die Dichte beim Herstellen
der Bauelemente auf einen solchen Wert vorgeben, daß sie nach dem Lösen der Bindeleemente
und dem Entspannen des Fasermaterials möglichst genau denjenigen Wert erreicht,
der der geringsten Wärmeleitfähigkeit entspricht.
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Ein nächster Vorteil besteht darin, daß bei der Herstellung von Auskleidungen
mit rundem Querschnitt durchaus Bauelemente rechteckiger Grundform verwendet werden
können, und zwar zumindest dann, wenn der Auskleidungsquerschnitt keinen allzu kleinen
Radius hat. Die Elastizität des Materials ist groß genug, um das Fasermaterial auch
in dem äußeren Umfangsbereich mit ausreichender Dichte zusammenzuhalten. Wenn sich
auch insgesamt im äußeren Umfangsbereich eine etwas geringere Dichte ergibt als
im inneren Umfangsbereich, so ist dies nicht grundsätzlich nachteilig, zumal man
aufgrund der beim Herstellen der Bauelemente vorgegebenen Dichte die sich später
ergebenden Dichtewerte zumindest angenähert kennt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindungkönnen die Stützelemente
aus zumindest angenähert formsteifem Fasermaterial bestehen. Dies kann ein anderes
hierfür geeignetes mineralisches Fasermaterial sein. Es ist aber
auch
denkbar, das für die Herstellung der Faserblocks verwendete Fasermaterial mit Hilfe
von Härtern oder geeigneten Bindemitteln formsteif zu machen. Wenn diese Formsteifigkeit
beim Erreichen der Betriebstemperatur der Auskleidung verloren geht, ist dies sogar
günstig. Es besteht jedenfalls der Vorteil, daß aufgrund der Wahl von artgleichem
Material ein Entfernen der Stützelemente nach dem Lösen der Bindeelemente nicht
unbedingt erforderlich ist.
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Gegebenenfalls kann aber auch auf den Außenseiten der Stützelemente
eine Fasermateriallage aufgebracht sein, oder es wird vor dem Lösen der Bindelemente
Fasermaterial zwischen die Stützelemente benachbarter Bauelemente eingebracht, so
daß eine ausreichende Abdichtung auch für den Fall gewährleistet ist, daß die Stützelemente
ihre Formsteifigkeit nicht in ausreichendem Maße verlieren.
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Es ist aber erfindungsgemäß ebenfalls denkbar, daß die Stützelemente
aus metallischem Material bestehen und nach dem Lösen der Bindelemente entfernt
werden.
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In beiden Fällen besteht jedenfalls der Vorteil, daß zur Erzielung
einer Wärmedämmung verhältnismässig wenig beitragende Konstruktionsteile wie beispielsweise
die Grundplatte der bereits bekannten Faserblocks oder die metallischen Stützelemente
nicht in der Auskleidungsschicht verbleiben müssen. Hierdurch wird zunächst der-Vorteil
erzielt, daß sich für die Auskleidungsschicht ein geringeres Gewicht ergibt.
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Wenn im Endeffekt die Auskleidungsschicht nur aus Fasermaterial besteht
und eine Dichte gewünschter Größe hat, so ergibt sich insgesamt auch eine bemerkenswerte
Platzersparnis.
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Es gehört weiterhin zu den mit der Erfindung erzielbaren Vorteilen,
daß sich sogar Auskleidungsschichten in Gewölbeform
selbsttragend
herstellen lassen, da die einzelnen Faserblocks mit ausreichend großer Elastizität
gegeneinander gepreßt werden.
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Die zum Herstellen der Bauelemente.verwendeten Stützelemente können
vorteilhaft Platten sein, die zumindest angenähert, gesehen in Preßrichtung, die
Größe der Grundfläche eines Mattenblocks haben. Die Stützelemente können ferner
erfindungsgemäß mit Band zusammengehalten sein, welches so angeordnet wird, daß
es über diejenige Seiten fläche des Bauelementes verläuft, die nach dem Plazieren
desselben in Richtung auf den von der Auskleidung begrenzten Feuerungsraum weist.
Es ist nämlich im allgemeinen zweckmässig, das Lösen der Bindelemente von der Innenseite
her vorzunehmen und gegebenenfalls auch die Stützelemente von der Innenseite her
herauszuziehen. Hierbei ist es ferner günstig, wenn ein das Band zusammenhaltender
Verschluß nach dem Plazieren des Bauelementes im Bereich der in Richtung auf den
Feuerungsraum weisenden Seiten fläche liegt. Das Band läßt sich nach dem Durchtrennen
am besten mit Hilfe des Verschlusses erfassen und herausziehen, sofern es überhaupt
erforderlich sein sollte, das Band zu entfernen. Es wird jedoch im allgemeinen zweckmäßig
sein, wenn kein artfremdes Material in der Auskleidungsschicht verbleibt.
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Das Herstellen der Bauelemente erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft
derart, daß die Stützelemente nach dem Pressen eines Blocks eine zueinander zumindest
angenähert parallele Lage haben. Das Bauelement ist somit zumindest angenähert rechteckförmig
und gewährleistet hierdurch einen zuverlässigen Halt der die Stützelemente zusammenhaltenden
und von außen herumgewickelten Bänder. Im Bedarfsfall können die freien Seitenflächen
der Bauelemente geringfügig glattgeschnitten werden.
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Wenn eine Auskleidungsschicht von rundem Querschnitt in
verhältnismäßig
engem Radius hergestellt werden soll, kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein,
wenn das Fasermaterial in einem Teilbereich der Grundfläche, der bei plaziertem
Bauelement der Außenseite eines Blocks entspricht, in größerer Menge zwischen den
Stützelementen eingelegt ist als in dem übrigen Teilbereich der Grundfläche.
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Hierdurch wird erreicht, daß nach dem Lösen der Bindelemente im äußeren
Umfangsbereich mehr Fasermaterial zum Ausdehnen zur Verfügung steht als im inneren
Bereich.
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Da nach Fertigstellung der Auskleidung die einzelnen Fasermaterial-Blöcke
mit verhältnismäßig großer Dichte und entsprechend großem Druck aneinander anliegen,
wird eine auf diese Weise hergestellte Auskleidungsschicht insbesondere bei rundem
Auskleidungsquerschnitt in vielen Fällen bereits einen ausreichend stabilen Halt
haben und keine zusätzliche Befestigung an einer äußeren Umkleidung, einem Stahlmantel
oder dergleichen benötigen. In diesen Fällen läßt sich also der bisher für die Anbringung
entsprechender Halterungen erforderliche zusätzliche Aufwand einsparen.
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Aber auch dann, wenn beispielsweise bei ebenen Auskleidungsflächen
oder bei Auskleidungsflächen, die in einem verhältnismäßig großen Radius bogenförmig
verlaufen, eine zusätzliche Befestigung der Auskleidungsschicht mit Hilfe von Halterungen
erforderlich sein sollte, kann diese Befestigung auf verhältnismäßig einfache Weise
erfolgen.
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In diesem Zusammenhang wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen,
daß an einer äußeren Umkleidung der Auskleidungsschicht sich nach innen erstreckende
und jeweils zwischen zwei benachbarte- Bauelemente eingreifende Halterungen befestigt
werden, die sich in Richtung auf die plazierten Bauelemente erstreckende Dorne aufweisen,
und daß
die Dorne nach dem Lösen der Bindeelemente und gegebenenfalls
nach dem Entfernen metallischer Stützelemente in das Fasermaterial der Bauelemente
eingreifen.
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Wenn aus Fasermaterial bestehende formsteif Stützelemente verwendet
werden und die Formsteifigkeit bzw. Härte der Stützelemente so groß ist, daß die
Dorne nicht ohne weiteres hindurchdringen können, ist es denkbar, die Stützelemente
mit entsprechenden Aussparungen, Löchern oder dergleichen zu versehen. Bei der Verwendung
metallischer Stützelemente in Form entsprechender Rahmen, Platten oder dergleichen
greifen die Dorne nach dem Entfernen dieser Stützelemente in das Fasermaterial ein.
Aufgrund der starken Verdichtung des Fasermaterials ist ein guter Halt gewährleistet.
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Vorteilhaft ist es ferner, wenn sich die Dorne hierbei in eine Richtung
erstrecken, die von der Halterung aus zur heißen Seite der Auskleidung hin geneigt
verläuft.
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Hierdurch wird bewirkt, daß die Dorne bei ihrem Eindringen in das
komprimierte Fasermaterial den Faserblock gleichzeitig in Richtung auf die äußere
Umkleidung der Auskleidungsschicht anziehen, so daß die Auskleidungsschicht mit
gutem Halt an der äußeren Umkleidung anliegt.
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Ferner ist es in diesem Zusammenhang günstig, wenn Stützelemente verwendet
werden, die zur kalten Seite eines Bauelementes hin einen Freiraum bilden, in den
jeweils eine Halterung eingreifen kann. Dieser Freiraum kann die Form eines Schlitzes
oder einer anderen geeigneten Aussparung haben. Die jeweils einem Bauelement zugeordneten
Halterungen brauchen also nicht so weit beabstandet zu sein, daß sie bei der Montage
die Stützelemente an der Außenseite umgreifen. Auch kann jeweils eine Halterung
zwei sich in gegenüberliegende Richtungen erstreckende Dorne haben und mit diesen
gleichzeitig in die einander
zuyewandten Seiten benachbarter Faserblocks
eingreifen.
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Für die Herstellung der Auskleidungsschicht ist es ferner vorteilhaft,
wenn nach dem Plazieren der diese bildenden Bauelemente als erstes die Bindeelemente
bei Bauelementen gelöst werden, die zu unterschiedlichen Bereichen der Auskleidungsschicht
gehören oder bei rundem Auskleidunysquerschnitt einander gegenüberliegen, und daß
anschließend immer die Bindeelemente derjenigen Bauelemente gelöst werden, die von
den bereits entspannten Bauelementen einen möglichst großen Abstand haben.
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Dieses Vorgehen macht es möglich, über die Länge oder den Umfang einer
Auskleidungsschicht hin eine gleichmäßige Verteilung der Faserblocks auch während
ihrer Entspannung und Ausdehnung zu gewährleisten.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß denkbar, daß eine Auskleidungsschicht
unter Verwendung von Bauelementen gebildet ist, die Fasermaterial von anderer Qualität
enthalten als die übrigen Bauelemente.
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Es kann aber auch erforderlich sein, zumindest in Teilbereichen einer
Auskleidungsschicht zusätzlich in einer weiteren Richtung eine von den Faserblocks
der Bauelemente ausgehende und durch das Entspannen der Fasern bewirkte Kraftwirkung
zu erzielen. rauch für das Auskleiden von zwischen benachbarten Auskleidungsschichten
gebildeten Spalten kann es zweckmäßig sein, die vom Fasermaterial ausgehende Entspannungskråft
in unterschiedlicher Richtung zur Wirkung zu bringen. Es wird deshalb erfindungsgemäß
weiterhin vorgeschlagen, daß zwischen benachbarte Bauelemente einer Auskleidungsschicht
und/oder zwischen benachbarte Auskleidungsschichten eines oder mehrere Bauelemente
eingelegt
werden, deren Faserblocks in einer zur Preßrichtung der Faserblocks in den anderen
Bauelementen rechtwinkligen und in der Auskleidungsebene verlaufenden Richtungzusammengepreßt
sind.
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Da die zwischen benachbarten Auskleidungsschichten gebildeten Spalten
im allgemeinen eine verhältnismäßig geringe Breite haben werden, kann die Verwendung
von Füllelementen zweckmäßig sein, die gegenüber den anderen Bauelementen zumindest
in einer Richtung wesentlich geringere Abmessungen haben. Erfindungsgemäß können
in einen zwischen benachbarten Auskleidungsschichten gebildeten Spalt nach Art der
Bauelemente hergestellte Füllelemente eingesetzt werden, deren Faserblocks in Richtung
der Spaltbreite zusammengesetzt sind. Nach dem Lösen der Bindeelemente stützen sich
die Füllelemente an den einander zugewandten Seitenflächen benachbarter Auskleidunsschichten
ab. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Grundfläche eines noch vorgespannten
Füllelementes in ihren Abmessungen zumindest angenähert der Seitenfläche eines entspannten
Bauelementes angepaßt ist, so daß jeweils ein Füllelement neben ein entspanntes
Bauelement einer Auskleidungsschicht paßt.
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Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn zwei Arten von
Füllelementen verwendet und so angeordnet werden, daß ihre Faserblocks in zueinander
unterschiedlichen Richtungen gepreßt sind, und wenn die Füllelemente so bemessen
sind, daß die Grundfläche des einen Füllelementes in ihren Abmessungen zumindest
angenähert den Abmessungen der Seitenfläche des entspannten anderen Füllelementes
entspricht.
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Es ergibt sich hierdurch ein Rastermaß für die beiden Arten von Füllelementen,
wodurch der übersichtliche Aufbau der einen Spalt ausfüllenden Auskleidung gewährleistet
ist. Insbesondere ist es günstig, wenn in einen zwischen
benachbarten
Auskleidungsschichten gebildeten Spalt jeweils ein Füllelement der ersten und eines
der zweiten Art in schachbrettartigem Versatz eingesetzt werden, so dass die von
den benachbarten Füllelementen ausgehenden Entspannungskräfte jeweils eine unterschiedliche
Richtung haben und einen festen Anschluß an die benachbarten Auskleidungsschichten
gewährleisten.
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Alternativ ist es erfindungsgemäß aber auch denkbar, daß die Seitenwände
eines zwischen benachbarten Auskleidungsschichten gebildeten Spaltes mit einer Gleitschicht
versehen werden und daß Fasermaterial lagenweise in Längsrichtung des Spaltes übereinandergelegt
und zusammengepreßt wird. In diesem Fall erfolgt das Zusammenpressen eines Auskleidungsbereichs
also erst unmittelbar am Montageort.
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Es können aber auch hier vorgefertigte Bauelemente bzw.
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Füllelemente zwischengesetzt werden. Die Gleitschicht kann aus einem
Blech oder einer Folie bestehen und nach dem Einbringen des Fasermaterials entfernt
werden. Die einzelnen Lagen an Fasermaterial können so breit bemessen sein, daß
sie sich beim Einlegen in den Spalt in Bogenform legen oder auch falten.
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Ferner ist es erfindungsgemäß denkbar, daß in eine Auskleidungsschicht
oder in einen zwischen benachbarten Auskleidungsschichten gebildeten Spalt Bauelemente
bzw. Füllelemente mit rautenförmigem Querschnitt mit ihren zu den Grundflächen schräg
verlaufenden Flächen aneinanderliegend eingesetzt werden. Auch hierdurch ergeben
sich nach dem Lösen der Bindeelemente umindest im Ubergangsbereich zwischen benachbarten
Elementen in unterschiedlichen J4ichtungen verlaufende Kraftwirkungen, die einen
guten halt gegenüber den benachbarten Auskleidungsschichten oder benachbarten Bauelementen
gewährleisten.
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Die Erfindung erstreckt sich ferner auch auf ein Bauelement,das zum
11erstellen einer feuerfesten Auskleidung aus mineralischem Fasermaterial dient
und das zur Verwendung bei dem beschriebenen Verfahren besonders geeignet ist. Ein
derartiges Bauelement ist Gegenstand der Ansprüche 24-29.
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Unabhängig von der Anwendung bei dem beschriebenen Verfahren ist ein
derartiges Bauelement aber auch geeignet, bei Auskleidungen anderer Art verwendet
zu werden. Auch kann das Bauelement zumindest in einer der in Betracht kommenden
Richtungen verhältnismässig kleine Abmessungen haben und somit speziell als Füllelement
ausgebildet sein. Die Verwendung derartiger Bauelemente bzw. Füllelemente erstreckt
sich beispielsweise auch auf Auskleidungen in Form von Ausmauerungen aus Steinmaterial
oder aus feuerfestem Beton. Bei entsprechender Bemessung der Bauelemente bzw.
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Füllelemente lassen sich Fugen, Spalte oder auch größere Abstände
zwischen einzelnen Auskleidungsteilen zuverlässig abdichten. Auch zur Reparatur
bzw. Ausbesserung einzelner Auskleidungsbereiche sind die Bau- und Füllelemente
gut geeignet.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung
ein Bauelement; Fig. 2 einen Querschnitt durch einen runden Behälter mit einer aus
den Bauelementen hergestellten Auskleidung; Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen
Teilbereich der Darstellung nach Fig. 2;
Fig. 4 eine mit den Bauelementen
hergestellte Auskleidung für ein Gewölbe; Fig. 5 einen Teilbereich zwischen benachbarten
Auskleidungsschichten mit der Auskleidung des zwischen diesen gebildeten Spaltes
in einer ersten Ausführungs form; Fig. 6 in einer der Darstellung nach Fig. 5 entsprechenden
Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform; Fig. 7 in einer der Darstellung nach
Fig. 5 entsprechenden Darstellung eine nächste Ausführungsform; Fig. 8 ein bei der
Ausführungsform nach Fig. 7 verwendetes Füllelement vor dem Zusammenpressen des
Fasermaterials.
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Das in Fig. 1 dargestellte fertige Bauelement hat an zwei gegenüberliegenden
Seiten jeweils ein rechteckförmiges Stützelement 15 in Form einer metallischen Platte.
Zwischen den beiden Stützelementen 15 befinden sich mehrere Lagen aus mineralischem
Fasermaterial 16. Als Bindeelemente 17 dienen zwei Kunststoffbänder, die jeweils
mittels eines Verschlusses 18 zusammengehalten sind. Die Verschlüsse 18 befinden
sich auf derjenigen Seite des Bauelementes, die innerhalb der hergestellten Auskleidungsschicht
die heiße Seite derselben bildet. Im Bereich dieser Seite sind an den Ecken der
Stützelemente 15 Bohrungen 19 vorgesehen.
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In diese kann jeweils die umgebogene Spitze eines Hakens 20 eingreifen,
mit dem die Stützelemente 15 nach dem Lösen der Bindeelemente 17 herausgezogen werden
können (Fig. 3).
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Das Herstellen der Bauelemente erfolgt mittels einer hier nicht dargestellten
Vorrichtung, in die die Stützelemente 15 und die einzelnen Lagen aus Fasermaterial
16 eingelegt werden. Durch Wiegen bestimmt man die jeweils einzulegende Menge an
Fasermaterial 16. Die einzelnen Lagen haben eine Grundfläche, die zumindest angenähert
derjenigen der Stützelemente 15 entspricht. Nach dem Zusammenpressen des Fasermaterials
16 mit Hilfe von an den Stützelementen 15 angreifenden Preßeinrichtungen hydraulischer
oder pneumatischer Art werden die Enden der Bindeelemente 17 jeweils durch einen
Verschluß 18 verbunden. Das Fasermaterial 16 hat jetzt eine Dichte, die wesentlich
größer ist als diejenige Dichte, die die fertige Auskleidungsschicht haben soll.
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Der Aufbau einer Auskleidungsschicht ergibt sich aus den Figuren 2
und 3. In einen runden Stahlbehälter 21 werden die einzelnen Bauelemente in der
notwendigen Anzahl in gleichmäßiger Verteilung über den ganzen Umfang eingelegt,
wobei der sich hieraus ergebende Montagezustand in Fig. 2 nur in einem Bereich von
1800 gezeigt ist. Dieser Bereich ist mit A bezeichnet. Es ist erkennbar, daß im
inneren Umfangsbereich zwischen den einander zugewandten Stützelementen 15 benachbarter
Bauelemente ein zumindest geringer Abstand vorhanden ist, der sich in Richtung auf
den Stahlbehälter 21 vergrößert.
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Anschließend werden die Bindeelemente 17 mit einem geeigneten Werkzeug
gelöst bzw. durchtrennt und von innen her herausgezogen. Dies geschieht in einer
Reihenfolge, die in Fig. 2 mit 1 - 14 bezeichnet ist. Nach dem Lösen der Bindeelemente
17 bei dem mit 1 bezeichneten Bauelement werden zunächst die Bindeelemente 17 des
mit 2 bezeichneten Bauelementes gelöst, welches diametral gegenüber liegt.
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Als nächstes werden die Bindeelemente 17 des mit 3 bezeichneten Bauelementes
gelöst, das zu denjenigen Bauelementen gehört, die von den Bauelementen 1 und 2
den größten Abstand haben. Als nächstes schließt das dem Bauelement 3 diametral
gegenüberliegende Bauelement 4 an. Da nur der rechte Teil der Fig. 2 zur Erläuterung
dieses Verfahrensschrittes vorgesehen- ist, sind die Bezugsziffern gegenüberliegender
Bauelemente jeweils in Klammern demjenigen Bauelement zugeordnet, dem sie gegenüberliegen.
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Aufgrund dieser Reihenfolge ist ein möglichst gleichmäßiges Entspannen
der Bauelemente bzw. des Fasermaterials 16 über den ganzen Umfang hin gewährleistet.
Nach dem Abschluß dieses Montageschrittes liegen die Stützelemente 15 aneinander
an. Diese Situation ist über einen Umfang von 900 hin für den mit B bezeichneten
Bereich dargestellt.
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Anschließend werden mit Hilfe von Haken 20 die Stützelemente 15 herausgezogen,
da es sich hier beispielsweise um metallische Platten handeln soll. Dieser stehen
zur Herstellung weiterer Bauelemente wieder zur Verfügung. In einem weiteren, sich
ebenfalls über 90° erstreckenden Umfangsbereich C zeigt Fig. 2 die fertiggestellte
Auskleidungsschicht.
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Aufgrund der verhältnismäßig hohen Kompressionskraft stützen sich
die Bauelemente an der Innenseite des Stahlbehälters 21 ab, ohne daß sie durch weitere
konstruktive Hilfsmittel wie beispielsweise Haken, Stifte oder dergleichen gehalten
werden müssen.
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In der Teildarstellung nach Fig. 3 ist jedoch alternativ auch-darsgestellt,
auf welche Weise sich die einzelnen Bauelemente gegenüber dem Stahlbehälter 21 befestigen
lassen, falls dies bei verhältnismässig großen Krünmungsradien der Auskleidungsschicht
oder aber bei ebenen Auskleidungsflächen
notwendig sein sollte.
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In diesem Fall können die plattenförmigen Stützelemente 15 jeweils
mit einer schlitzartigen Aussparung 22 versehen sein, die in Fig. 1 gestrichelt
dargestellt ist. An die Innenseite des Stahlbehälters 21 sind sich in radialer Richtung
nach innen erstreckende Halterungen 23 in Form flacher Stege angeschweißt, die an
ihren freien Enden jeweils mit Dornen 24 versehen sind. Jede Halterung hat zwei
in entgegengesetzte Richtung abstehende Dorne 24. Bezogen auf eine durch das Ende
einer Halterung 23 bzw. den Ansatz eines Dorns 24 verlaufende gedachte Tangente
sind die Dorne 24 leicht zur heißen Seite der Auskleidungsschicht geneigt.
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Hierdurch wird erreicht, daß sie mit ihrem Eindringen in das Fasermaterial
16 den zwischen ihnen befindlichen Faserblock in Richtung auf den Stahlbehälter
21 andrücken.
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Dieses Eindringen erfolgt unmittelbar nach dem Lösen der Bindeelemente
17 und wird durch die Stützelemente 15 nicht behindert, da die Aussparungen 22 ausreichend
groß bemessen sind. Der letzte Arbeitsgang wiederum besteht in einem Entfernen der
Stützelemente 15 mit Hilfe der Haken 20.
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Während sich das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 auf
einen Stahlbehälter 21 bezieht, dessen Mittelachse sich zumindest angenähert in
vertikaler Richtung erstreckt, ist in Fig. 4 der obere Bereich eines Feuerungsraumes
schematisch dargestellt, dessen obere Abdeckung durch ein Gewölbe mit horizontaler
Mittelachse gebildet ist. Das Gewölbe ist Bestandteil eines Wärmebehandlungsofens,
der einen äußeren Stahlmantel 25 und eine innere Auskleidung hat. Letztere besteht
im Bereich der vertikalen Wandungsteile 26 aus gemauerten Feuerfeststeinen. Die
Wandungsteile 26 tragen das Gewölbe, dessen einzelne Auskleidungsschichten 27 aus
Bauelementen der bereits beschriebenen
Art hergestellt sind. In
diesem Fall erfolgte die Herstellung mit Hilfe einer hier nicht dargestellten und
die Unterseite des Gewölbes begrenzenden Schalung, auf die die Bauelemente aufgelegt
wurden. Nach dem Lösen der Bindeelemente 17 entspannte sich das Fasermaterial 16
der einzelnen Bauelemente, so daß sich diese aufgrund der sich ergebenden Kraftwirkung
selbsttragend gegenüber dem Stahlmantel 25 abstützen.
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Zwischen den einzelnen Auskleidungsschichten 27 sind Spalte 28 vorhanden.
Wenn im folgenden die zur Auskleidung dieser Spalte 28 dienenden Verfahrensschritte
und die die Bauelemente bzw. Füllelemente betreffenden konstruktiven Maßnahmen beschrieben
werden, so sind diese in gleicher Weise anwendbar, falls vertikal übereinanderliegende
Auskleidungsschichten im Bereich ihrer einander zugewandten Seiten abgedichtet werden
sollen.
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Für die in den Figuren 5 - 7 dargestellten Ausführungsformen gilt
gemeinsam, daß die einander benachbarten Auskleidungsschichten 27 bereits in der
beschriebenen Weise hergestellt bzw. montiert sind. Zum besseren Verständnis ist
die Richtung der in den Auskleidungsschichten 27 durch die Entspannung des Fasermaterials
16 erzeugten Kraftwirkung durch Pfeile 29 bezeichnet. Es kann sich im übrigen in
allen Fällen jeweils um Auskleidungen mit bogenförmigem Verlauf oder um Auskleidungen
handeln, die sich in einer Ebene erstrecken.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Seitenflächen der Auskleidungsschichten
27 mit einer Gleitschicht 30 belegt, die aus einem Blech oder einer Kunststofffolie
bestehen kann und die sich nach dem Auskleiden des Spaltes 28 leicht wieder herausziehen
läßt. In den Spalt 28 werden einzelne Lagen 31 aus Fasermaterial eingelegt,
die
breiter sind als der Spalt 28. Hierdurch ergibt sich ein bogenförmiger Verlauf der
Lagen 31. Sobald genügend Lagen 31 eingelegt sind, erfolgt das Zusammenpressen derselben
mit geeigneten Hilfsmitteln, gegebenenfalls auch zunächst bereichsweise.
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Es ist aber auch denkbar, als Auskleidung für den Spalt 28 ebenfalls
vorgefertigte Elemente als Füllelemente zu verwenden. In diesem Fall werden vorteilhaft
etwa halbkreisförmige Stützelemente 32 verwendet und mit Bindeelementen 33 zusammengehalten.
Die beiden Enden jeweils eines Bindeelementes 33 sind durch einen Verschluß 34 verschlossen.
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Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die beim Lösen der Bindeelemente
33 frei werdenden Kräfte nicht nur in der durch die Pfeile 35 bezeichneten Preßrichtung
wirksam werden, sondern gleichzeitig auch in einer hierzu rechtwinkligen und ebenfalls
in der Auskleidungsebene verlaufenden Richtung. Somit ist der Spalt 28 ausreichend
dicht mit Fasermaterial gefüllt. Elemente dieser Form können sowohl als Füllelemente
verwendet werden, die zum Auskleiden eines Spaltes 28 dienen, als auch im Bereich
der eigentlichen Auskleidungsschichten 27 je nach Bedarf Anwendung finden.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist der Spalt 28 mit
zwei unterschiedlichen Arten von Füllelementen ausgefüllt. Die mit der Bezugsziffer
36 bezeichneten Füllelemente gehören zu einer ersten Art, bei denen das Fasermaterial
in der durch diePfoile 37 bezeichneten Richtung zusammengepreßt ist. Diese Füllelemente
36 haben an ihren jeweils in Richtung auf eine Auskleidungsschitht S7 weisenden
Seiten eine Grundfläche, deren Abmessungen zumindest angenähert der Seitenfläche
der in den Auskleidungsschichten 27 enthaltenen entspannten Bauelemente entsprechen.
Die parallel zu der jeweiligen Preßrichtung
verlaufende Abmessung,
also die Höhe eines Füllelementes 36 ist verhältnismäßig gering und sollte möglichst
etwas kleiner sein als die halbe Spaltbreite.
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Die Füllelemente 38 gehören zu einer zweiten Art von Füllelementen.
Die für das Fasermaterial dieser Füllelemente 38 geltende Preßrichtung ist durch
Pfeile 39 bezeichnet.
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Fig. 6 läßt ferner erkennen, daß die Grundfläche der Füllelemente
36in ihren Abmessungen etwa der Seitenfläche eines entspannten Füllelementes 38
entspricht. Sofern die Füllelemente 36 und 38 Stützelemente haben, die nach dem
Lösen der Bindeelemente herausgezogen werden, so ist hierbei darauf zu achten, daß
immer zuerst die Bindeelemente derjenigen Füllelemente gelöst werden, an deren Seitenfläche
sich das Stützelement des benachbarten Füllelementes abstützt. Im vorliegenden Fall
müßten jeweils also zunächst die Bindeelemente eines Füllelementes 38 und dann die
Bindeelemente eines seitlich angrenzenden Füllelementes 36 gelöst werden.
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Es kann Fig. 6 ebenfalls entnommen werden, daß die Füllelemente 36
und 38 in schachbrettartiger Verteilung in den Spalt 28 eingesetzt sind.
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform sind in den zwischen
zwei benachbarten Auskleidungsschichten 27 gebildeten Spalt 28 Füllelemente 40 eingesetzt.
Bei der Herstellung der Füllelemente 40 werden einzelne Lagen von Fasermaterial
16 zwischen zwei Stützelemente 41 gelegt, die jeweils im Anschluß an ihre -zueinander
parallelen Grundflächen einen abgewinkelten Teil 42 haben. Die Preßrichtung ist
durch Pfeile 43 bezeichnet (Fig. 8). In einer hier nicht dargestellten Preßvorrichtung
sind Stützelemente 41 so angeordnet, daß sich die freie Seitenkante
der
Grundfläche eines Stützelementes 41, gesehen in Preßrichtung, in gleicher Ausrichtung
mit der freien Seitenkante des abgewinkelten Teils 42 des gegenüberliegenden Stützelementes
41 befindet. Auch können die aus dem Fasermaterial 16 bestehenden Mattenlagen so
geschnitten sein, daß sie im einzelnen zumindest angenähert der durch die Stützelemente
41 begrenzten Querschnittsform entsprechen, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.
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Die parallel zu den Mattenlagen verlaufenden Grundflächen der Stützelemente
41 werden nach dem Zusammenpressen des Fasermaterials zu einem Faserblock von rautenförmigem
Querschnitt mit Hilfe von Bindeelementen 44 zusammengehalten.
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Die Herstellung des Füllelementes 40 ist damit abgeschlossen.
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Wie in Fig. 7 gezeigt werden die Füllelemente 40 so in einen zwischen
zwei Auskleidungsschichten 27 gebildeten Spalt 28 eingesetzt, daß sich ihre keilförmigen
Bereiche überlappen. Wenn sich nach dem Lösen der Bindeelemente 44 und dem Entfernen
der in diesem Fall metallischen Stützelemente 41 das Fasermaterial 16 entspannt,verlaufen
die durch den Entspannungsvorgang wirksam gewordenen Kräfte sowohl in Längsrichtung
als auch in Breitenrichtung des Spaltes 28. Somit liegen die Füllelemente 40 nicht
nur an den Auskleidungsschichten 27, sondern auch aneinander fest an.
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Auch alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen
als Füllelemente bezeichneten Elemente können im Bedarfsfall zur Herstellung und/oder
Reparatur der eigentlichen Auskleidungsschichten verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet unter anderem auch den Vorteil,
daß sich vor dem Lösen der Bindeelemente
Gas sperren in Form dünner
Bleche oder Folien aus Metall oder Kunststoff in einfacher Weise einlegen lassen,
wo dies jeweils erforderlich ist.
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Bezugsziffernliste: 15 Stützelement 16 Fasermaterial 17 Bindeelement
18 Verschluß 19 Bohrung 20 Haken 21 Stahlbehälter 22 Aussparung 23 Halterung 24
Dorn 25 Stahlmantel 26 Wandungsteil 27 Auskleidungsschicht 28 Spalt 29 Pfeil 30
Gleitschicht 31 Lage 32 Stützelement 33 Bindeelement 34 Verschluß 35 Pfeil 36 Füllelement
37 Pfeil 38 Füllelement 39 Pfeil 40 Füllelement 41 Stützelement 42 Teil 43 Pfeil
44 Bindeelement
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