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Starrer Warmedammkörper
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Die Erfindung betrifft einen starren Wärmedämmkörper aus durch Pressen
verdichtetem Wa'rmedämmstoff auf der Basis von aus der Flammenhydrolyse gewonnenem
mikroporösem Oxidaerogel, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger #a#rmedämmkörper in Form einer Wärmedämmplatte zur
Lagerung der elektrischen Heizwendel einer strahlungsbeheizten Kochplatte ist aus
der DE-OS 30 20 326 bekannt.
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Der dortige Wärmedämmkörper weist eine bodenseitige hochwirksame Dammschicht
feinporigen Kieselsäureaerogels und darüber eine Lagerschicht für die Heizwendel
mit gegenüber der Dammschicht unterschiedlicher Konsistenz auf, wobei der Unterschied
jedenfalls darin besteht, daß die Lagerschicht des Wärmedämmkörpers mit einem Bindemittel
ausgehärtet bzw.
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starker ausgehärtet ist als die Dämmschicht. Es ist auch bekannt,
derartige Wä.rmedämmplatten für elektrische Heizwendeln homogen durchzuhärten wenn
die dadurch in gewissem Umfange verminderte Warmedämmfähigkeit in Kauf genommen
werden kann.
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Als Bindemittel sind in jedem Falle anorganische Bindemittel vorgesehen,
da im Betrieb von der elektrischen Heizwendel her starker Wärmeeinfall auftritt
Die härtung derartigen Materials ist generell aus der US-PS 30 55 831 bekannt, wobei
organische und anorganische Bindemittel verwendet werden können Hierbei bereitet
jedoch Schwierigkeiten, das Bindemittel mit kleiner Teilchengröße homogen verteilt
in das zu pressende Pulver einzumischen, so
daß die Gefahr von lokalen
Bindemittelnestern und -agglomeraten besteht, was zu einer drastischen Verminderung
der durch die Härtung zu verbessernden Festigkeit führt und durch lokal starkes
Schrumpfverhalten Schrumpfrisse im Preßteil ergibt. Derartige Inhomogenitäten werden
gemäß der Lehre der DE-OS 29 42 087 dadurch vermieden, daß das Bindemittel in einem
Vorgemisch gleichförmig mit einem Dispergiermittel vermischt und derartig dispergiert
in das Hauptgemisch eingebracht wird, so daß es dort feindispers vorliegt.
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Auch bei einer solchen homogenen Härtung des Wärmedämmstoffs ergeben
sich jedoch insbesondere bei unregelmäßig geformten Wärmedämmkörpern zuweilen Probleme
durch innere Spannungen im gehärteten Wärmedämmstoff, die zu Rissen und Brüchen
führen können. Besonders gefährdet insoweit sind etwa die Fußpunkte von relativ
schlanken Erhebungen des Wärmedämmkörpers, Kehlungen und vergleichsweise scharfkantige
Übergänge; es sind dies also insbesondere diejenigen Stellen, die konstruktiv zur
Ausbildung von Spannungsspitzen neigen. Dadurch, daß der Wäremdämmstoff bei der
Härtung bzw. bei der Abkühlung von der Härtungstemperatur je nach verwendeter Stoffzusammensetzung
und verwendetem Bindemittel unterschiedlich stark schrumpft, ergibt sich in einem
derart gehärtetem Wärmedämmkörper ein innerer Spannungszustand, der an durch Spannungsspitzen
gefährdeten Bereichen unmittelbar oder bei hinzukommenden mechanischen Belastungen
etwa durch die Handhabung oder dergleichen zu Rissen oder Brüchen führt.
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Die regellos im Wärmedämmstoff verteilt angeordneten Fasern, in der
Regel Mineralfasern, vermögen, obwohl sie erhebliche Zugfestigkeit besitzen, eine
solche Rißbildung nicht merklich zu begrenzen oder zu unterdrücken. Die Fasern ragen
vielmehr aus den Bruchflächen heraus, sind also beim Riß oder Bruch aus der gegenüberliegenden
Schicht des Wärmedämmstoffes herausgezogen worden, ohne hierbei wesentliche
KraiEte
gegen die klaffende Bewegung der Rißbildung zu entwickeln Demgegenüber liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen starren gehärteten wärmedämmkörper der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, der auch bei hohem
Härtungsgrad und ungünstigen Bedingungen eine erheblich verbesserte Festigkeit gegen
Rißbildung infolge innerer Spannungen aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1.
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Der allgemeine Bereich des Gewichtsanteils der langen Fasern zwischen
etwa 10 t und 25 t des Preßstoffes liegt weit überwiegend oberhalb der maximalen
Faserzumischung nach dem Stand der Technik zur Bildung von formstabilen Platten
mit 12 bis 15 Gew -% an Fasern auch geringerer Lange Soweit es sich um Aluminiumsilikatfasern
handelt, deren Fasermaterial eine spezifische Dichte von etwa 255 g/cm3 besitzt,
gelten die erfindungsgemäßen Gewichtsanteile unmittelbar; Bei-spez-ifisch schwereren
oder leichteren Fasern ist eine Anpassung um den Faktor vorzunehmen, der dem Verhältnis
der abweichenden Dichte in g/cm3 von 2W55 entsprichtOVon spezifisch doppelt so schwerem
Fasermaterial muß also die doppelte Gewichtsmenge zugegeben werden0 so daß das entscheidende,
von den Fasern eingenommene Volumen gleich bleibt. Jedoch kann nicht auf den Volumenanteil
der Fasern im Preßstoff Bezug genommen werden, da das Volumen des Preßstoffes je
nach dem gewählten Raumgewicht stark schwankt der Faseranteil aber gerade nicht
in Abhängigkeit von diesen Raumgewichtsschwankungen geändert werden muß Vielmehr
wirkt eine gegebene optimale Faserlänge in einem Preßstoff mit Raumgewicht 200 kg/m3
ebenso optimal in einem Preßstoff mit Raumgewicht 400 kg/m3, obwohl dort der relative
Volumenanteil der fast inkompressiblen Fasern annähernd doppelt so hoch ist. Andererseits
kommt es aber auch nicht auf den bloßen Gewichtsanteil an,
unabhängig
von der spezifischen Dichte, sondern auf das im Einzelfall zugemischte Volumen,
dieses jedoch wiederum unabhängig von dem Volumen bzw. dem Raumgewicht des Preßstoffs
im übrigen.
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Nach den der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen kommt es jedoch
nicht darauf an, daß die Gewichtsanteile sämtlicher Fasern eines beigemengten Fasergemisches
-bei einer spezifischen Dichte des Fasermaterials von 2,55 g/cm3 - im allgemeinen
Bereich zwischen 10 und 25 Gew.-% des Preßstoffes liegen, da sich gezeigt hat, daß
Fasern mit einer Länge von unter etwa 10 mm praktisch ohne Einfluß auf die Festigkeit
gegen Rißbildung sind. Übliche, im Handel erhältliche Fasergemische für diese Zwecke
besitzen ein Maximum der Häufigkeitsverteilung der Faserlänge bei etwa 5 mm, und
vermögen auch in erhöhter Zumischungsmenge nicht merklich zur Verbesserung der Festigkeit
gegen Rißbildung beizutragen. Dies liegt vermutlich daran, daß Fasern mit einer
Länge von weniger als 10 mm selbst insoweit, als sie in einem geringen Umfange wirklich
senkrecht zu einem möglichen Riß liegen, zu beiden Seiten des Risses nicht ausreichend
verankert sind. Dabei hilft natürlich eine massive Verankerung auf einer Seite des
möglichen Risses nicht weiter, wenn dafür die Verankerung auf der gegenüberliegenden
Seite um so schwächer ist und die Faser dort problemlos herausgezogen werden kann,
wenn der Riß zu klaffen beginnt. Vielmehr sind zur Unterdrückung einer Rißbildung
nur solche Fasern wirksam, die zu beiden Seiten des möglichen Risses ausreichend
fest verankert sind und den Riß möglichst senkrecht zu seiner Rißfläche durchsetzen.
Dabei genügen auch nicht einige wenige Fasern, die diese Bedingungen erfüllen, da
solche vereinzelte Fasern zwar verankert sind, aber alleine die Rißkräfte nicht
aufnehmen können und reißen. Vielmehr ergibt sich für einen bestimmten Preßstoff
und einen bestimmten Härtungsgrad eine ganz bestimmte Faserbeimengung minimaler
Länge und minimalen Anteils, unterhalb der die Rißbildung im wesent-
lichen
ungehindert vonstatten geht, und oberhalb der die Rißbildung wirksam unterdrückt
wird, da eine ausreichende Anzahl von Fasern das Material zu beiden Seiten des möglichen
Risses zu halten vermag. Wie Versuche ergeben haben, liegt eine Untergrenze für
die Wirksamkeit zur Untedrückung der Rißbausbildung bei einem Anteil von etwa 10
Gew.-% von mehr als 10 mm langen Fasern, wobei unter ungünstigen Verhältnissen ggf.
auch ein höherer Anteil der Fasern und/oder eine größere mittlere Länge der Fasern
gewählt werden muß.
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Daher ist erfindungsgemäß vorgeschrieben, daß der allgemeine Bereich
eines Gewichtsanteils der Fasern zwischen 10 und 25 % des Preßstoffes nur für solche
Fasern gelten soll, die eine größere Länge als etwa 10 mm besitzen. Dabei sollen
allerdings Fasergemische verwendet werden, deren Faserlänge ein Maximum über 10
mm aufweist, so daß der Anteil an gegenüber der Grenze von 10 mm kürzeren Fasern
so wie notwendigen Verunreinigungen in jedem Fallerelativklein ist, in einem Idealfall
völlig verschwinden würde. Dies deshalb, weil Fasern mit einer geringeren Länge
als etwa 10 mm zwar nicht oder kaum zur Unterdrückung einer Rißbildung beitragen,
jedoch die Wärmeleitzahl erhöhen, was in jedem Falle nachteilig ist0 In der Praxis
zeigt sich jedoch, daß jedenfalls im Falle einer Verwendung von Mineralfasern, beispielsweise
Aluminiumsilikatfasern, ein Anteil kürzerer Fasern und Verunreinigungen von beispielsweise
etwa 10 t bezogen auf das Fasergemisch, mit vertretbarem Aufwand nicht vermieden
werden kann, so daß selbst bei Verwendung spezieller Langsstapelfasern der Gesamtfaseranteil
in der Praxis minimal bei über 11 bis 12 Gew.-% liegt, um zu einem Faseranteil mit
einer größeren Länge als 10 mm von minimal etwa 10 Gew.-% des Preßstoffes zu gelangen.
Ohne Verwendung spezieller Fasern, wie Langstapelfasern oder dergleichen, ergibt
sich zur Erzielung eines Minimalanteiles von 10 Gew,- langer Fasern eine Gesamtzumischung
von zwischen 12 und 15 Gew.-% an Fasern, so daß die praktische Obergrenze des Faseranteiles
von 12 bis
15 Gew.-% nach dem Stand der Technik etwa die Untergrenze
des entsprechenden erfindungsgemäßen Bereiches darstellt.
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Die Unterdrückung der Rißbildung wird mit größerer Länge der Fasern
und insbesondere mit größerem Gewichtsanteil der über 10 mm langen Fasern immer
sicherer, so lange um die Fasern herum noch ausreichende Partikelmatrix aus Aerogelteilchen
und Zuschlagstoffen besteht, um ein Zusammenbacken dieser Teilchen zusammen mit
den Fasern durch das Bindemittel zu ermöglichen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt,
daß bei einem Bindemittelgehalt, der einen in der Praxis interessanten Härtungseffekt
ergibt, oberhalb eines Langfaseranteiles von etwa 25 Gew.-% auch in ungünstigsten
Fällen keine Risse mehr auftreten. Erfindungsgemäß liegt daher hier eine Obergrenze
für den Gehalt an Langfasern, da bei höherem Fasergehalt die Wärmeleitzahl weiter
ansteigt, ohne daß hierdurch anderweitig ein Vorteil erzielt werden könnte. Häufig
wird jedoch in der Praxis auch ein geringerer Faseranteil völlig ausreichen und
damit die praktische Obergrenze bilden.
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Aus der DE-OS 31 08 816 ist es zwar bereits bekannt, einen Wärmedämmstoff
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Zusammensetzung, jedoch ohne Bindemittel,
mit Faserbestandteilen herzustellen, wie sie auch erfindungsgemäß verwendet werden.
Hiermit soll jedoch die Notwendigkeit einer Härtung zur Erzielung ausreichender
Biegefestigkeit etwa zur Einsparung des hierzu erforderlichen Energieaufwandes vermieden
werden, und im Gegensatz zu einem gehärtetem, starren Wärmedämmkörper ein gut biegbarer
Wärmedämmkörper geschaffen werden. Dies gelingt dadurch, daß auf ein Bindemittel
verzichtet wird, und dafür 10 bis 30 Gew.-% des Preßstoffes an über 10 mm langen
Fasern verwendet werden, sofern zugleich sichergestellt ist, daß der Preßstoff bis
auf ein Raumgewicht von über 200 kg/m3,vorzugsweise über 250 kg/m3 verdichtet ist
und die Summe der Gewichtsanteile der Fasern und der Zuschlagstoffe, die jedoch
kein
Bindemittel enthalten, zwischen etwa 10 Gew.-% und 60 Gew.-%
des Preßstöffes liegt Die Definition eines minimalen Raumgewichtes ist in dem bekannten
Falle erforderlich, da eine Verankerung der Fasern in Abwesenheit eines Bindemittels
lediglich durch die benachbarten miteinander verpreßten Aerogelteilchen erfolgt
die demzufolge eines gewissen Mindestdruckes bedürfen Die Begrenzung der Summe der
Gewichtsanteile der Fasern und der Zuschlagstoffe auf 60 % des Preßstoffes gewährleistet
einen minimalen Anteil von 40 GewO-% des Aerogelse damit dieses zu dem vorstehend
geschilderten Effekt in ausreichender Menge zur Verfügung steht; die Zuschlagstoffe
vermögen keine ausreichende Haltewirkung auf die Fasern auszuüben.
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Erfindungsgemäß hingegen wird ein starrer, bindemittelhaltiger Wärmedämmkörper
geschaffen der demzufolge von dieser bekannten Lehre keinen Gebrauch macht. Weiterhin
ist eine Definition eines bestimmten minimalen Raumgewichtes nicht erforderlich,
da bei Erzielung eines ausreichenden Härtungseffektes auch ausreichende Verankerungspunkte
für die Langfasern unabhängig vom Raumgewicht zur Verfügung stehen, obwohl natürlich
auch erfindungsgemäß das Raumgewicht häufig über 200 kg/m3 liegen wirdv Da es weiterhin
erfindungsgemäß nicht auf eine Verankerung der Langfasern gewissermaßen durch Reibung
an den Aerogelteilchen ankommt, sondern das Bindemittel ein Anheften der Fasern
auch an Zuschlagstoffen zur Folge hat, kommt es auch nicht auf einen minimalen Aerogelanteil
an. Weiterhin ist erfindungsgemäß der Wirkungsmechanismus grundsätzlich unterschiedlich.
im bekannten Falle wirkt jede Faser über ihre ganze Länge als Verstärkungselement
des Preßstoffes und sichert im Verein mit benachbarten Langfasern dessen Zusammenhalt
insbesondere bei einer Biegung Erfindungsgemäß hingegen sind überhaupt nur diejenigen
Fasern wirksam, die (1) zu beiden Seiten eines in der Entstehung begriffenen Risses
eine ausreichende Verankerungslänge von mindestens etwa 5 mm besitzen,unr3die (2)
gemäß zufälliger Verteilung im wesentlichen senkrecht zur
Ebene
des Risses verlaufen und daher ohne auszureißen Kräfte von einer Seite des in der
Entstehung begriffenen Risses auf die andere Seite übertragen können. Es sind also
im Falle der Erfindung nur diejenigen Langfasern irgendwie wirksam, die gemäß zufälliger
Verteilung im Preßstoff und zufälliger Ausrichtung die vorstehenden Bedingungen
erfüllen, wobei zur wirksamen Unterdrückung der Rißbildung für eine ausreichende
Anzahl solcher Fasern gesorgt werden muß; sämtliche anderen Fasern, die außerhalb
des Bereichs von Spannungsspitzen im Wärmedämmkörper zu liegen kommen, sind unwirksam
und ermöglichen im Hinblick auf die Härtung des Wärmedämmaterials auch keine Biegbarkeit
oder dergleichen. Daher genügt es erfindungsgemäß prinzipiell, wenn die erfindungsgemäßen
Bedingungen im Bereich von Spannungsspitzen des Preßstoffes erfüllt sind, wobei
in der Praxis durch die erforderliche Untermischung der Fasern zumindest eine Preßstoffschicht
mit homogen verteilten Fasern versehen sein wird, auch wenn nur ein relativ geringer
Teil davon tatsächlich im Sinne der Erfindung wirksam wird und eine Rißbildung unterdrückt.
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Infolge der unterschiedlichen Wirkungsmechanismen ist es eher zufällig,
daß die minimale Faserlänge und der minimale Faseranteil der Erfindung mit der Lehre
der DE-OS 31 08 816 übereinstimmen. Die Obergrenze der Fasermenge liegt erfindungsgemäß
jedoch etwas niedriger und ist nicht durch eine plötzliche Änderung mechanischer
Eigenschaften bestimmt.
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Auf die Einhaltung zusätzlicher, im bekannten Fall notwendiger Parameter
kann erfindungsgemäß aufgrund der unterschiedlichen Wirkungsmechanismen verzichtet
werden.
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Es stand auch nicht ohne weiteres zu erwarten, daß die scheinbar unabhängig
von der verwendeten Fasermenge und Faserart bislang auftretende Rißbildung an gefährdeten
Stellen gehärteter, starrer Wärmedämmkörper unterdrückt werden kann, wenn sowohl
Faserlänge als auch Fasermenge gegenüber den üblichen Werten auf ein für jeden Anwendungs-
fall
bestimmtes diskretes Maß über 10 mm bzw. 10 Gew.-t erhöht werden. Dies deshalb,
weil die Unterdrückung der Rißbildung sprunghaft einsetzt und unterhalb der erfindungsgemäßen
Minimalwerte auch nicht ansatzweise beobachtet werden kann. Weiterhin ergibt sich
- anders als im Falle der DE-OS 31 Q8 116 - durch Änderungen des Fasergehaltes auch
keine merkliche vorteilhafte Beeinflussung anderer mechanischer Eigenschaften, etwa
der Biegefestigkeit, die Anlaß geben könnte, Fasergemische der aus der DE-OS 31
08 116 bekannten Art auch bei gehärteten Wärmekörpern einzusetzen. So ergibt sich
etwa auch aus den in der US-PS 30 55 831 angeführten Beispielen bei einem Wärmedämmkörper
mit 55 Gew,- Kieselsäureaerogel und 28 Gew,- Titanoxid sowie einem Kunstharz-Bindemittelgehalt
von 5 % und einem Fasergehalt von 12 % eine Biegefestigkeit von 32 N/cm2, und praktisch
die gleiche Biegefestigkeit von 31 N/cm2 bei ebenfalls 5 Gew.-% Kunstharz-Bindemittelgehalt,
jedoch nur 5 Gew,- Fasern. Die Biegefestigkeit eines erfindungsgemäßen starren Wärmedämmkörpers
ist praktisch ausschließlich durch die Wirksamkeit des Bindemittels bei der gewählten
Zusammensetzung bestimmt, und nicht durch den Fasergehalt innerhalb der hier in
Rede stehenden Bereiche, so daß auch durch die Erfindung die Biegefestigkeit nicht
merklich beeinflußt wird, sondern lediglich die Rißbildung wirksam unterdrückt wird.
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Aus der DE-OS 29 42 180 ist es zwar bereits bekannt, bis zu 40 Gew,-
des Preßstoffes an Fasern zuzugeben, deren Länge zwischen einigen Millimetern und
einigen Zentimetern liegen kann, wobei auch eine Härtung des Aerogelmaterials erfolgen
kann. In diesem Zusammenhang ist es aus der US-PS 30 55 831 bekannt, daß oberhalb
eines Fasergehalts von 35 Gew.-% biegeweiche Matten erzeugt werden können, die natürlich
kein Bindemittel besitzen und auch keine merkliche Biegesteifigkeit aufweisen. Daher
ist bei hohen Zumischungsmengen an Verstärkungsfasern im Falle der DE-OS 29 42 180
ersichtlich nicht an eine gleichzeitige Härtung gedacht, sondern an die Herstellung
biegeweicher Matten.
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Die Erkenntnis, daß im Falle einer Härtung bei Einhaltung bestimmter
minimaler Zumischungsmengen und Faserlängen im Falle der Herstellung eines starren
Formkörpers die Rißbildung unterdrückt werden kann, ist der DE-OS 29 42 180 völlig
fremd.
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Bevorzugt wird mit Fasergemischen gearbeitet, deren Faserlänge ein
Maximum deutlich höher als 10 mm aufweist, beispielsweise bei 30 bis 50 mm liegt.
Hierdurch wird der Anteil an Fasern mit einer gegenüber 10 mm geringeren Länge auch
ohne besondere Zusatzmaßnahmen gering gehalten.
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Andererseits ergibt sich eine Obergrenze für dieses Maximum der Verteilung
bei 50 bis 70 mm, da ein zu hoher Anteil langer Fasern sich etwa ebenso nachteilig
auswirkt wie ein zu hoher Anteil an Kurzfasern und Verunreinigungen; denn eine Faser
mit beispielsweise 100 mm Länge erweist sich zur Unterdrückung der Rißbildung kaum
wirksamer als eine solche mit beispielsweise 30 bis 50 mm Länge, jedoch sinkt durch
einen hohen Anteil besonders langer Fasern bei gleichem Gewichtsanteil die Zahl
der Fasern ab, so daß sich dann wieder eine verminderte Anzahl von Verankerungsfasern
zwischen den Wänden von in der Entstehung begriffener Risse ergibt, die die Klaffungsbewegung
nicht aufzuhalten vermag.
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Aus derselben Erkenntnis folgt auch, daß der Faserdurchmesser im Durchschnitt
jedenfalls unter 10 em, bevorzugt unter 5 pm und insbesondere etwa zwischen 1 und
3 ~um liegen sollte, damit bei gegebenem Gewichtsanteil eine vorbestimmte Anzahl
von Fasern pro Volumeneinheit im Bereich einer möglichen Rißbildung nicht unterschritten
wird.
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Der Gewichtsanteil der Fasern mit einer größeren Länge als 10 mm kann
je nach Eigenschaften des gehärteten Wärmedämmstoffes im einzelnen schwanken und
sollte in jedem Einzelfall so gewählt werden, daß eine Rißbildung sicher unterdrückt
wird, ohne daß darüber hinaus weiterer Faserüberschuß vorliegt. Ein Langfaseranteil
von mindestens 12 %, ggf. mindestens 14 oder 15 % führt bei üblichen Anwendungsfällen
mit ausreichender Gewißheit zur Unterdrückung jeg-
licher Ri#bildung.
Unter besonders ungünstigen Bedingungen, und um noch höhere Sicherheit zu erhalten,
kann der Langfaseranteil jedoch auch bei etwa 18 %, 20 %~ 22 % oder gar 25 % gewählt
werden, wobei dann auch unter schwierigsten Bedingungen jede Rißbildung mit Gewißheit
unterdrückt ist, dies jedoch mit einem merklichen Anstieg der Wärmeleitzahl erkauft
wird.
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Als Fasern kommen im Hinblick auf die üblicherweise vorliegende Wärmebelastung
insbesondere anorganische Fasern in Frage, wie mineralische Fasern, insbesondere
Aluminiumsilikatfasern, Aluminiumoxidfasern oder Quarzfasern, oder Mischungen hiervon
Als Oxidaerogel eignet sich insbesondere übliches Kieselsäureaerogel infolge seines
niedrigen Preises, jedoch auch Aluminiumoxidaerogel oder eine Mischung zwischen
beiden, da Aluminiumoxidaerogel relativ günstig verfügbar ist und bessere Wärmebeständigkeit
aufweist Als Bindemittel für die Härtung kommen organische und/oder anorganische
Substanzen in Frage, wie sie etwa aus der DE-OS 29 41 606 bekannt sind. Dabei können
in das Gemisch selbstverständlich precursor zu den dort genannten Bindemitteln eingesetzt
werden, so beispielsweise Borkarbid zur Bildung von Boroxid als wirksames Bindemittel
im Zuge der Härtung.
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Im übrigen sind als anorganische Bindemittel bevorzugt niederschmelzende
Gläser, glasbildende Stoffe, Glaslote, Phosphate, Sulfate, Karbonate, Hydroxide
oder Oxide der Alkali- oder Erdalkalimetalle, Natriumsilikate, Borate, Borax, Natriumperborat
oder deren @1emi scY\e. Zwecku#ä ßiq wi#'d Snrri oder Natriumsulfat eingesetzt,
wobei dem Natriumsulfat zur Reduzierung etwas feinkörniger Ruß beigegeben # ist.
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Hinsichtlich der übrigen Zuschlagstoffe ergeben sich durch
die
Erfindung keine Besonderheiten, so daß übliche Trübungsmittel usw. in den üblichen
Zumischungen und Korngrößen zugesetzt werden können.
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Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers kann infolge
verfahrenstechnisch analoger Problemstellungen auf das Verfahren gemäß der DE-OS
31 08 816 zurückgegriffen werden, wobei der dort erzeugte gepreßte Rohling im Falle
der Erfindung natürlich in der hierzu an sich bekannten Weise anschließend auf Härtungstemperatur
gebracht wird, um auszuhärten. Zur Erzeugung des Rohlings wird zunächst ein Vorgemisch
aus dem Oxidaerogel und den sonstigen Zuschlagstoffen erzeugt, dem dann als letzter
Bestandteil die Fasern zumindest gruppenweise vereinzelt, beispielsweise in kleinen,
lockeren Flocken oder dergleichen, allmählich zugemischt werden. Hierbei ist anzustreben,
daß das Vorgemisch das Oxidaerogel und die sonstigen Zuschlagstoffe, wie insbesondere
das Trübungsmittel, bereits in einer so homogenen Verteilung enthält, wie für den
späteren Wärmedämmkörper vorgesehen ist, so daß bezüglich dieser sonstigen Rohstoffe
bei der Faserzumischung keine zusätzliche Homogenisierung erfolgen muß. Der letzte
Arbeitsgang der allmählichen Zumischung der Fasern in lockerer Flockenform oder
dergleichen dient somit ausschließlich zu deren homogener Verteilung mit dem gewünschten
Homogenisierungsgrad.
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Eine derzeit besonders bevorzugte Anwendung der Erfindung liegt bei
Wärmedämmplatten etwa der aus der DE-OS 30 20 326 bekannten grundsätzlichen Bauart.
Derartige Wärmedänutiplatten weisen einen umlaufenden Kragen zur Abstützung an einer
Glaskeramikplatte auf, wobei eine durch Spannungsspitzen gefährdete Stelle der Übergang
des oberen Bodens der Wärmedämmplatte mit den Lagernuten zur Aufnahme der Heizwendel
zum umlaufenden Kragen ist. Hier traten häufig Risse auf, die in ungünstigen Fällen
soweit führten, daß der umlaufende Kragen vom Hauptkörper der Wärmedämmplatte wegbrach.
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Wird hingegen eine solche Wärmedämmplatte als erfindungsgemäßer Wärmedämmkörper
hergestellt, so sind keinerlei
Risse zu beobachten.
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Nachfolgend werden zwei Beispiele für die Rezeptur zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers gegeben: Beispiel 1 58,0 % pyrogene Kieselsäure
20,0 % Ilmenit (Trübungsmittel) 20,0 % Aluminiumsilikatfasern hiervon 17 % über
10 mm und 3 t unter 10 mm Länge sowie Verunreinigungen 2,0 % Härter Beispiel 2 31,7
% pyrogene Kieselsäure 31,7 % pyrogenes Aluminiumoxid 20,0 % Ilmenit (Trübungsmittel)
15 % Aluminiumsilikatfaser hiervon 12,5 % mit über 10 mm und 2,5 % unter 10 mm Länge
sowie Verunreinigungen 1,6 % Härter Sämtliche vorstehenden Prozentangaben sind Gewichtsprozent
bezogen auf das gesamte Preßstoffyemisch.
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Ein gemäß Rezeptur im Beispiel 2 hergestellter Wärmedämmkörper weist
infolge des Anteils an pyrogenem Aluminiumoxid größere Wärmebeständigkeit im Vergleich
zur Rezeptur gemäß Beispiel 1 auf.