DE3427918A1

DE3427918A1 - Befestigungsmittel fuer anbauteile an aus faserstoffen oder dergleichen bestehenden ofenisolierauskleidungen

Info

Publication number: DE3427918A1
Application number: DE19843427918
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Ing. 5880 Lüdenscheid Glameyer; Rainer 5768 Sundern Herdieckerhoff; Theodor Johann Soest Sevink
Original assignee: WERNER HERDIECKERHOFF NACHF IN
Current assignee: WERNER HERDIECKERHOFF NACHF IN
Priority date: 1984-07-28
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1986-01-30

Description

20.0 7.1984

Patentanmeldung

der Firma

Dr. Werner Herdieckerhoff, Nachf., Industrieöfen-

und Apparatebau, Viktoriastr. 10-12, 4750 Unna

Befestigungsmittel für Anbauteile an aus Faserstoffen oder dergleichen bestehenden Ofenisolierauskleidungen

Die Erfindung bezieht sich auf Befestigungsmittel
für Anbauteile an aus Faserstoffen oder dergleichen bestehenden Ofen-Isolierauskleidungen.

Die beispielsweise aus geschichteten Matten mit radialen Trennebenen an äußeren Ofenwandungen oder der Ofenfirste aufgehängten Matten bestehen aus faserstoffartigem, mineralischem Isoliermaterial. An den zur Ofenmitte zeigenden Flächen müssen nun Heizleiter oder andere Anbauteile befestigt werden. Der Ofentechniker möchte

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nach Möglichkeit die Isoliermantelschicht durchdringende Metallteile vermeiden, weil diese dann als Wärmebrücken wirken und somit schädliche Einflüsse haben. Andererseits bietet das weiche, mineralische Faserstoff-Auskleidungsmaterial anderen Befestigungsmitteln keinen Halt. Es widerstrebt auch dem Ofenbauer, zur Aufhängung von Heizleitern Metallteile zu verwenden. Dies war aber bisher nicht vermeidlich, so daß der eine oder der andere Nachteil in Kauf genommen werden mußte. Die sich mit der Aufhängung von beispielsweise Heizleitern für den Ofenbauer ergebenden Schwierigkeiten haben bisher einer breiten und ungehinderten Anwendung von mattenartigen Isolierauskleidungen entgegengestanden. Weiterhin standen auch noch die Probleme der Aufhängung dieser Matten und ihrer gegenseitigen Fixierung als mehr oder weniger ungelöste Probleme entgegen.

Nachdem durch das europäische Patent 0061537 Vorschläge vorliegen, die die Frage der Aufhängung und der Zusammenfassung derartiger Isolierauskleidungen in optimaler Weise lösen, ohne unerwünschte Wär-me- und/oder Stromübergänge zu riskieren, ist nun eine geeignete Befestigung der Anbauteile zu suchen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung recht aufwendiger, bekannter, metallischer Befestigungsmittel eine besonders einfache und billige Lösung für dieses Problem zu finden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre des Anspruchs 1 .

Eine aus Keramikmaterial hergestellte Schraube kann keine Wärmebrücke bilden. Sie ist in der Lage, die hohen Temperaturen ohne Nachlassen ihrer Festigkeit zu überstehen.

Das weiche, nachgiebige Material, in das die Schraube eindringen muß und auf das die Schraube die auf sie

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übertragenen Kräfte absetzen muß, erfordert eine besondere Ausbildung. Durch die Wahl einer holzschraubenähnlichen Form nach Anspruch 2 und einen konischen Kern nach Anspruch 3 sowie einem Gewindeteil-Außendurchmesser, der dem Schaftdurchmesser entspricht, ergeben sich optimal große Kraftübertragungsflächen zwischen dem Gewinde und dem Isoliermaterial.

Öfen der beschriebenen Art sind Vibrationen■ausgesetzt. Diese Vibrationen wiederum können dazu führen, daß Schrauben, die in das Isoliermaterial eingeschraubt sind, sich selbständig losdrehen. Sie würden dann ihre erforderliche Haltespannung verlieren und ihre Funktionssicherheit gefährden. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, bei einer Keramikschraube die Ausbildung so zu gestalten, daß sie eine Art Rückdrehsicherung erhält. Die Ansprüche 5 bis 8 befassen sich mit dieser Aufgabe, wobei je nach den Umständen ein oder mehrere der Vorschläge verwirklicht werden können.

Die Aufgabe des Anspruchs 9 ist es, eine größere Bruchsicherheit der Keramikschraube sicherzustellen. Je kurzer der Schaft ist, desto geringer ist bei gleichem Materialquerschnitt die Bruchgefahr.

Für das Verständnis ist es erforderlich sich vorzustellen, daß das Isoliermaterial nachgiebig ist und unter einem gewissen Druck steht. Es verhält sich ein wenig wie eine Flüssigkeit und neigt dazu. Hohlräume, die sich gebildet haben, wieder zu schließen. Es ist daher nach Anspruch 10 vorteilhaft, diejenigen Flächen der Gewindestege, die Kräfte übertragen müssen, möglichst senkrecht zur Kraftrichtung verlaufen zu lassen. Im übrigen wirkt sich die im Anspruch 10 vorgeschlagene Form günstig aus, weil die Außenkanten der Stege scharfkantiger ausgebildet werden können und sich daher beim Einschraubvorgang besser ins Material

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einschneiden können. Die Stege sind in ihrem Fußteil dicker und daher stabiler.

Eine in das Isoliermaterial eingeschraubte Keramikschraube soll nicht zu dick sein und eignet sich auch nicht zum unmittelbaren Befestigen von irgendwelchen Anbauteilen. Im übrigen soll die Schraube die auftretenden Kräfte nicht allein übertragen, sondern der Keramikkörper soll einen großen Teil dieser Kräfte bereits unmittelbar übertragen. Die Erfindung geht dabei von den mit Bilderhaken und dergleichen gemachten Erfahrungen aus.

Die Ansprüche 13 und 14 dienen durch die Schrägstellung der Schraube der Bildung eines Hebelarmes, der sich in Kraftrichtung auf der Oberfläche abstützt und gleich zeitig durch diese Hebelarmwirkung dafür sorgt, daß der längere Hebelarm der Stützfläche tiefer in die Oberfläche des Isoliermaterials eindringt und damit vertikale Kräfte bereits unmittelbar auf die sich dadurch ergebenden Materialauswölbungen überträgt.

Der Anspruch 12 dient vor allem einer Verkürzung der Schraube und damit deren Verbilligung, weil die Bruchbelastbarkeit natürlich von der Länge abhängig ist. Im übrigen kann das sich oberhalb des Kopfes bildende Loch bzw. der Freiraum dazu anbieten, zum Schütze der Schraube Isoliermaterial einzusetzen. Die Erfindung berücksichtigt die hohen Temperatur- und auch chemischen Einflüsse, die in derartigen Ofenräuinen unvermeidlich sind, weil das Einsatzmaterial Dämpfe und Dünste abgibt.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in optimaler und einfacher Weise. Isoliermäntel, die von Metallteilen durchsetzt sind, wie dies bisher häufig der Fall war, eignen sich selbstverständlich für die Erfindung nicht. Da aber nun Methoden vorgegeben sj.nd, die die gesamte Iso-1 lerausk] c ι dung praktisch als homogenes Material belasten und ein Eindringen von Schrauben

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an jedem Ort ermöglichen, ist die Erfindung in der Lage, Anbauteile an beliebigen Orten zu befestigen. Die Erfindung eignet sich auch für andere Aufgabenstellungen zur Befestigung oder Verbindung mit unstarren Materialien bei chemischer und/oder Temperatur-Belastung.

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Die Zeichnung zeigt mit

Figur 1 eine erfindungsgemäße Keramikschraube mit einem von ihr gehaltenen Keramikkörper zur Aufhängung von Anbauteilen.

Figur 2 einen Schnitt A-B nach Figur 1.

Figur 3 die Art der Aufhängung der Heizleiter.

Figur 4 einen Längsschnitt durch den Gewindeteil der Keramikschraube zur Verdeutlichung der Stegform des Gewindes.

Figur 5 die Ausbildung des Keramikkörpers bei Schrägstellung der Schraube und exzentrischer Anordnung des Durchgangsloches.

Figur 6 einen Schlitz im Keramikkörper, über den dieser seitlich über die Schraube geschoben werden kann.

Figur 7 einen Blick von der Spitze der Schraube

gesehen auf sägezahnartige' Zacken, mit deren

Hilfe eine Rückdrehung bei Vibrationen verhindert wird.

Die erfindungsgemäßen Befestigungsmittel 1 für Anbauteile 2 an Isolierauskleidungen 3 sind Schrauben 4, die aus keramischem Material bestehen und von deren Schaft 8 ein Kern 5 ausgeht_r der vom Schaftende zum Gewindeanfang 6 konischen Verlauf hat. Die Stege 13 des Gewindes weisen einen Gewindeaußendurchmesser 7 auf, der in etwa dem Schaftdurchmesser entspricht. Im Bereich der Spitze 9 sind daher die oberen Flächen 14 der Stege 13 größer als im Bereich des Schaftes .

Die Gewindeaußenkontur 10 kann sägeblattartige Zakken 11 aufweisen (siehe Figur 7), um eine Rückdrehung

der Schraube bei Vibrationen zu verhindern.

Die Übergänge 12 zwischen den Stegen 13 und dem Kern sollen allmählich abgerundet sein, um Bruchkanten zu vermeiden. Dabei sind die oberen Flächen 14 etwa rechtwinklig zur Kernseele angeordnet. Die unteren Flächen 15 verlaufen schräg, so daß die Stege im Kernbereich dicker und stabiler sind. Das Material der Isolierauskleidung 17 bietet für die Schraube wenig Halt. Das weiche Material erlaubt der Schraube bei Belastungen gewisse Bewegungen, so daß sie Gefahr läuft zu brechen. Keramikmaterial sollte jedoch von derartigen Kräften, insbesondere wenn noch dynamische Kräfte durch Vibration oder dergleichen hinzukommen, freigehalten werden. Es ist daher ein Keramikkörper vorgesehen, der etwa wie eine Unterlegscheibe vom Schraubenkopf 16 in das weiche Isoliermaterial bzw. in die Oberfläche 17 eingepreßt wird, wobei von der unteren Stirnseite 21 des Keramikkörpers Vorsprünge, Picken oder dergleichen 22 ausgehen, die in das weiche Material eindringen und eine Verschiebung des Keramikkörpers 18 verhindern sollen. Am Außenumfang des Keramikkörpers 18 sind Befestigungs- bzw. Haltekonturen 19 vorgesehen, die im übrigen beliebig gestaltet werden können und natürlich von der jeweiligen Aufgabenstellung abhängen. Bei Heizleitern 20, die lediglich eingehängt werden, können diese Konturen 20 aus entsprechenden Rillen bestehen. In dem Keramikkörper 18 befindet sich ein Durchgangsloch 23, das eine Erweiterung 24 aufweist bzw. aufweisen kann. Die Schaftführung 25 des Durchgangslochs 23 soll so paßgenau sein, daß der Schraubenschaft nicht allzuviel Spiel in diesem Loch hat. Wird, wie in Figur 5 dargestellt, das Durchgangsloch 23 exzentrisch angeordnet, so bildet sich ein verlängerter Hebelarm 26.

Außerdem kann das Durchgangsioch 23 schräg gesetzt sein. Es tritt dann eine üntLastung der Keramikschraube

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4 ein,und die im wesentlichen vertika] wirkenden Kräfte werden mit einem günstigen Wirkungsgrad in die obere Isoliermaterialschicht übertragen.

Gegebenenfalls kann der Keramikkörper 18 auch einen von dem Durchgangsloch 23 ausgehenden, in Kraftrichtung verlaufenden Schlitz 28 aufweisen, mit dessen Hilfe sich der Keramikkörper auf die bereits ganz oder teilweise eingeschraubte Schraube schieben läßt.

Wie die Figur 5 zeigt, können die Haltekonturen 19 aus formtechnischen Gründen auch anders als in Figur gezeigt, ausgebildet sein.

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Bezugszeichenliste

1 Befestigungsmittel

2 Anbauteile

3 Isolierauskleidung

4 Schrauben (Keramik)

5 Kern (Gewinde)

6 Gewindeanfang

7 Gewindeaußendurchmesser

8 Schaft

9 Spitze

10 Gewindeaußenkontur

11 sägeblattartige Zacken

12 Übergänge

13 Stege

14 obere Fläche (Steg)

15 untere Fläche (Steg)

16 Schraubenkopf

17 Oberfläche der Isolierauskleidung

18 Keramikkörper

19 Befestigungs- bzw. Haltekonturen

20 Heizleiter (Anbauteile 2)

21 Stirnseite (Keramikkörper)

22 Vorsprünge, Picken oder dergleichen

23 Durchgangsloch (für Schraube)

24 Erweiterung (von Durchgangsloch 23)

25 Schaftführung

26 großer Hebelarm

27 Auflagefläche

28 Schlitz in Keramikkörper

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Claims

'■Ρ 2'6't 20.07.1384 Patentansprüche

1. Befestigungsmittel (1) für Anbauteile (2), insbesondere an aus Faserstoffen oder dergleichen bestehenden Ofenisolierauskleidungen (3), dadurch gekennzeichnet, daß Schrauben (4) aus keramischem Material Verwendung finden.

2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (4) nach Art von metallischen Holzschrauben ausgebildet sind.

3. Befestigungsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindekern (5) sich zum Gewindeanfang (6) hin konisch verjüngt.

4. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeaußendurchmesser (7) vom Schaft (8) zur Spitze (9) etwa gleich bleibt.

5. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (8) im Querschnitt unrund, vorzugsweise oval geformt ist.

6. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (5) des Gewindes im Querschnitt unrund, vorzugsweise oval ist.

7. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeaußenkontur (10) unrund bzw. oval ist.

8. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeaußenkonturen ganz oder teilweise sägeblattartige Zacken (11) aufweisen.

— 2 —

9. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge (12) vom Kern (5) zu den Stegen (13) und zum Schaft (8) fließend abgerundet sind.

10. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (13) eine etwa rechtswinklig zur Kernseele verlaufende, obere Fläche (14) aufweisen, während die untere Fläche (15) stumpfwinklig verläuft.

11. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schraubenkopf (16) und der Oberfläche (17) der Isolierauskleidung (3) ein Keramikkörper (18) eingeschaltet ist, der mit Befestigungsbzw. Halterungskonturen (19) für Heizleiter (20) oder dergleichen versehen, von Schrauben (4) durchfaßt ist und an seiner zur Isolierauskleidung (3) zeigenden Stirnseite (21) Vorsprünge Picken (22) oder dergleichen aufweist.

•12. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (18) mit einem Durchgangsloch (23) für den Schaft (8) versehen ist, dessen Erweiterung (24) für den Schraubenkopf (16) tiefer als dieser hoch ist.

13. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (23) exzentrisch im Keramikkörper (18) angeordnet ist und eine annähernd paßgenaue Schaftführung (25) aufweist.

14. Befestigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (23) stumpfwinklig von dem größeren Hebelarm (26) der Auflagefläche (27) ausgeht.

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