DE3546588C2

DE3546588C2 - Method for reinforcing a porous insulation body, consisting of ceramic fibre material, for an electrical furnace (oven)

Info

Publication number: DE3546588C2
Application number: DE19853546588
Authority: DE
Inventors: Josef 6395 Weilrod De Boes
Original assignee: Kanthal GmbH
Current assignee: Kanthal GmbH
Priority date: 1985-03-21
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1989-04-20

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstärken eines porösen Isolationskörpers aus keramischem Fasermaterial.The invention relates to a method for reinforcing a porous insulating body made of ceramic fiber material.

Mit derartigen Isolationskörpern werden Elektroöfen zur thermischen Isolation ausgekleidet. Sie sind üblicherweise als vakuumgeformte Formkörper handelsüblich, beispiels weise unter dem Warenzeichen "Fibrothal" der Anmelderin. Es gibt sie auch in Mattenform.With such insulation bodies, electric ovens become thermal insulation lined. They are common commercially available as a vacuum molded article, for example wise under the trademark "Fibrothal" of the applicant. They are also available in mat form.

Soweit bekannt, gibt es kein Verfahren, derartige Isola tionskörper in einem vorbestimmten Bereich zu verstärken. Es gibt aber Anwendungsfälle, in denen dies fühlbare Vorteile mit sich bringt. Hier ist zu berücksichtigen, daß die Heizelemente derartiger Elektroöfen von Zimmer temperatur auf Temperaturen weit über 1000°C erwärmt werden. Die Isolationskörper, in deren dem Ofeninneren zugewandter Fläche die Heizelemente üblicherweise einge bettet sind, müssen diese Temperaturschwankungen und die damit verbundenen mechanischen Belastungen aushalten können, obgleich sie wegen ihrer Porosität mechanisch nicht sehr stabil sind. Andererseits kann man sie nicht ohne weiteres mechanisch verstärken, beispielsweise durch Drahteinlagen oder durch eine Verringerung der Porosität, weil dann die gute thermische Isolations wirkung verloren ginge.As far as is known, there is no such method tion body to reinforce in a predetermined range. However, there are use cases where this can be felt Brings advantages. It should be taken into account here that the heating elements of such electric ovens from room temperature warmed to temperatures well above 1000 ° C will. The insulation body, in the inside of the furnace facing the heating elements usually turned on bed, these temperature fluctuations and the can withstand the associated mechanical loads can, although mechanically because of their porosity are not very stable. On the other hand, you can't mechanically reinforce easily, for example through wire inserts or by reducing the Porosity because then the good thermal insulation the effect would be lost.

Zusätzlich müssen die Isolationskörper noch das Gewicht der Heizelemente aufnehmen. In addition, the insulation body must still have the weight of the heating elements.

Zum Stand der Technik wird auch noch verwiesen auf die EP-OS 61 263, bei der die Auskleidung eines Ofens über Dübel mit einer Schutzschicht verbunden wird, die ihrer seits mit Hilfe von Zement in einem Sackloch der Aus kleidung befestigt sind.The state of the art is also referred to EP-OS 61 263, in which the lining of an oven Dowel is connected to a protective layer that their partly with the help of cement in a blind hole clothes are attached.

Eine Verstärkung der Auskleidung wird hiermit nicht be zweckt. Die Auskleidung besteht vermutlich auch nicht aus porösem keramischem Fasermaterial, wie beansprucht.A reinforcement of the lining is not hereby aims. The lining is probably not there either made of porous ceramic fiber material as claimed.

Die DE-OS 33 00 002 beschreibt ein Verfahren zum Sanieren von Dämmstoffschichten, in die ein Schaum eingespritzt wird, der sich pfropfenartig in der porösen Dämmstoff schicht ausbreitet. In die erhärteten Schaumpfropfen werden dann Schrauben oder andere Verbindungs mittel eingeschraubt, an denen eine Abdeckbahn befestigt wird, die die Dämmstoffschicht an ihrer zum Raum freien Seite abdeckt.DE-OS 33 00 002 describes a method for renovation of layers of insulation into which a foam is injected will, which becomes plug-like in the porous insulation material layer spreads. In the hardened foam plug then become screws or other connection screwed in medium, to which a cover sheet is attached that the insulation layer at its free to the room Side covers.

Mit diesem bekannten Verfahren soll also eine als Ausklei dung eines Raums dienende Dämmstoffschicht abgedeckt werden. Thermische Probleme, wie sie vorstehend erläutert wurden, treten hierbei nicht auf.With this known method, one is said to be a stripping insulation layer used for a room will. Thermal problems as explained above have not occurred here.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem gezielt bestimmte Bereiche derartiger Isolationskörper verstärkt werden können, ohne daß dadurch Wärmebrücken entstehen oder die Isolationswirkung merklich ver schlechtert wird. The invention avoids these disadvantages. You are the one Task to propose a method with which specific areas of such insulation bodies can be reinforced without thermal bridges arise or the insulation effect ver gets worse.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem zu verstärkenden Bereich ein Hohlraum angelegt wird, in den eine viskose Zementmasse gegeben wird, die in noch viskosem Zustand in die den Hohlraum umgebenden Bereiche des Isolationskörpers ein dringt.This task is solved by that in the area to be reinforced Cavity is created in which a viscous cement paste is given, which in the still viscous state in the Areas surrounding the insulating body penetrates.

Als Material für die Zementmasse hat sich ein handels üblicher derartiger Zement bewährt, der beispielsweise von der Firma Carborundum unter der Bezeichnung QF 180 vertrieben wird.A material has become a material for the cement paste Conventional cement of this type has proven itself, for example from the company Carborundum under the designation QF 180 is distributed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine gezielte Verstärkung des Isolationskörpers (Formkörpers) in den angegebenen Bereichen aus, und zwar ohne das nachteilige Entstehen von Wärmebrücken. Versuche haben ergeben, daß durch diese Verfahrensführung eine ausgezeichnete, gezielte Verstärkung des Formkörpers er reicht werden kann. Die gehärtete Zementmasse hat thermi sche Eigenschaften, die sich, auch bei wechselnder thermischer Beanspruchung, nur wenig vom keramischen Fasermaterial des Isolationskörpers unterscheidet. The method according to the invention is characterized by a targeted reinforcement of the insulation body (Molded body) in the specified ranges, namely without the disadvantageous creation of thermal bridges. tries have shown that through this procedure a excellent, targeted reinforcement of the molded body can be enough. The hardened cement mass has thermi properties that change, even with changing thermal stress, only a little of the ceramic Fiber material of the insulation body differs.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wirksam, wenn die Verstärkung im Bereich von Haltestegen des Isolationskörpers erfolgt, die zwischen Hohlräumen zur Aufnahme von Heizwendeln ausgebildet sind. Diese Bereiche sind besonders kritisch, da sie einerseits den Wärme quellen eng benachbart sind und andererseits bedingt durch die Hohlräume, einen verringerten Querschnitt haben. Außerdem tragen sie die Heizelemente.The method according to the invention is particularly effective if the reinforcement is in the area of the Insulation body takes place between cavities Recording heating coils are formed. These areas are particularly critical because they heat one hand sources are closely adjacent and, on the other hand, conditional through the cavities, have a reduced cross section. They also carry the heating elements.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on execution examples explained in more detail. It shows

Fig. 1 - zwei übereinander gelegte Formkörper mit einem gemeinsamen Sackloch, in das ein Mörtel eingefüllt worden ist, zur Erläuterung der ersten Verfahrensschritte; Fig. 1 - two superimposed moldings with a common blind hole, into which a mortar has been poured, to explain the first process steps;

Fig. 2 - die Situation von Fig. 1 nach dem Aus härten des in das Sackloch eingefüllten Mörtels; Fig. 2 - the situation of Figure 1 after hardening of the mortar filled in the blind hole;

Fig. 3 - eine weitere Anwendung des anhand von Fig. 1 und 2 erläuterten grundsätzlichen Ver fahrensprinzips zum Verstärken eines Formkörpers; Fig. 3 - a further application of the basic process principle explained with reference to Figs 1 and 2 for reinforcing a molded body;

Fig. 4 - eine weitere Anwendung dieses Prinzips zum Verbinden von zwei nebeneinander befindlichen Formkörpern; Fig. 4 - another application of this principle for connecting two molded bodies located side by side;

Fig. 5 - ein anderes Anwendungsbeispiel, wobei in die gehärtete Zementmasse ein Halteelement eingeschraubt ist. Fig. 5 - another application example, wherein a holding element is screwed into the hardened cement mass.

Zunächst sei anhand der Fig. 1 und 2 das erfindungsgemäße Prinzip erläutert. Ein unterer Formkörper 1 aus kera mischem Fasermaterial soll mit einem oberen Formkörper 2, ebenfalls aus keramischem Fasermaterial, verbunden werden. Beide Formkörper liegen bei diesem Ausführungsbei spiel mit ihren ebenen Seiten übereinander.First, the principle of the invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. A lower molded body 1 made of ceramic fiber material is to be connected to an upper molded body 2 , also made of ceramic fiber material. In this embodiment, both molded bodies lie one above the other with their flat sides.

Man legt in beiden Formkörpern ein durchgehendes Sackloch 3 an, welches man anschließend mit einem viskosen Mörtel 4 füllt. Die Mörtelmasse dringt dann in die das Sackloch 3 umgebenden Bereiche beider poröser Formkörper 1, 2 ein. Sie härtet dann aus, und zwar bei Umgebungstemperatur innerhalb von etwa 24 Stunden oder auch bei erhöhter Temperatur von beispielsweise 200°C innerhalb etwa einer Stunde.A continuous blind hole 3 is created in both moldings, which is then filled with a viscous mortar 4 . The mortar then penetrates into the areas of the two porous moldings 1, 2 surrounding the blind hole 3 . It then hardens, at ambient temperature within about 24 hours or at an elevated temperature of, for example, 200 ° C. within about one hour.

Fig. 2 zeigt, daß das durch dieses Verfahren entstandene, dübelartige Verstärkungselement 5 sich durch eine sehr hohe Oberflächenrauhigkeit auszeich net. Die Form des Elements 5 ist eine Negativform zur Oberflächenrauhigkeit an der Innenfläche des Lochs 3. Fig. 2 shows that the dowel-like reinforcing element 5 formed by this method is characterized by a very high surface roughness. The shape of the element 5 is a negative shape for the surface roughness on the inner surface of the hole 3 .

Durch das Eindringen eines Teils der Mörtelmasse in die Formkörper entsteht im Element 5 ein Hohlkern 6. The penetration of part of the mortar mass into the moldings creates a hollow core 6 in element 5 .

Die Mörtelmasse 4 wird in den Hohlraum 3 mit Unterstützung der Schwerkraft eingegeben, eingegossen oder auch ein gespritzt. Die Haftung mit dem Keramikfasermaterial ist ungekannt hoch, wie Versuche ergeben haben.The mortar mass 4 is entered into the cavity 3 with the aid of gravity, poured in or injected. Adhesion with the ceramic fiber material is unknown, as tests have shown.

Fig. 3 zeigt einen Formkörper 7, der mit Haltestegen 8 versehen ist, die verstärkt werden sollen. Bei diesem Anwendungsbeispiel sind an der Unterseite des Formkörpers 7 ovale und von unten offene Hohlräume 9 vorgesehen, die der Aufnahme von Heizwendeln dienen, die nach unten zum Ofen inneren abstrahlen. Durch diese Formgebung werden die erwähnten Haltestege 8 geschaffen. Es sei erwähnt, daß die Haltestege nicht beliebig dick gemacht werden können. In der Praxis ergab sich daher das Problem, daß die Halte stege gelegentlich ausgebrochen sind, entweder durch große Drahtdicken des Heizleiters in den Hohlräumen oder durch große Heizflächen, wodurch das Gewicht der dort befindlichen Heizelemente so groß wurde, daß normaler weise die Haltestege 8 ausgebrochen sind. Fig. 3 shows a molded body 7 which is provided with retaining webs 8 which are to be reinforced. In this application example, 7 oval and open from below cavities 9 are provided on the underside of the molded body, which serve to accommodate heating coils that radiate downwards to the furnace interior. The holding webs 8 mentioned are created by this shaping. It should be mentioned that the holding webs cannot be made arbitrarily thick. In practice, therefore, the problem arose that the retaining webs are occasionally broken out, either by large wire thicknesses of the heating conductor in the cavities or by large heating surfaces, whereby the weight of the heating elements located there became so large that the retaining webs 8 are normally broken out .

Hier hat man nun erfindungsgemäß durch die Verstärkungs elemente 5 Abhilfe geschaffen, die, wie vorstehend anhand der Fig. 1 und 2 erläutert, ausgebildet worden sind. Fig. 3 läßt auch den wesentlichen Vorteil erkennen, den das er findungsgemäße Verfahren verglichen mit einer sonst möglichen Verstärkung durch eine anstelle der Elemente 5 eingesetzte Gewindestange mit Verbreiterung des Kopfes mit Hilfe einer Unterlegscheibe bietet: Die Unterlegscheibe ist entweder zu klein, oder wenn sie eine ausreichende Größe aufweist, deckt sie die Ränder der Hohlräume 9 ab und behindert dadurch die Wärmestrahlung zum Ofeninneren. Here, according to the invention, elements 5 have now been remedied by the reinforcing elements, which, as explained above with reference to FIGS. 1 and 2, have been formed. Fig. 3 also shows the essential advantage that he inventive method compared to an otherwise possible reinforcement by a threaded rod used instead of the elements 5 with widening of the head with the help of a washer offers: The washer is either too small or if it is has sufficient size, it covers the edges of the cavities 9 and thereby hinders the heat radiation to the interior of the furnace.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei zwei neben einander befindliche Formkörper 10, 11 mit dem erfindungs gemäßen Verfahren verbunden werden. Hier ist ein Ver bindungskörper nach Art eines Riegels 12 vorgesehen, der sich also in Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 4 erstreckt. Der Riegel 12 ist in entsprechende Ausnehmungen in den Formkörper 10, 11 eingesetzt. Die dübelartigen Verbindungselemente 5 nach Fig. 2 sind nun im Riegel 12 und in den Formkörpern 10, 11 angelegt, wie Fig. 4 zeigt, so daß auch die nebeneinander befindlichen Formkörper mit Hilfe des Riegels 12 und der Verbindungs elemente 5 miteinander verbunden werden. Fig. 4 shows an embodiment, wherein two moldings 10, 11 located next to each other are connected with the inventive method. Here, a Ver connecting body is provided in the manner of a bolt 12 , which therefore extends in the longitudinal direction perpendicular to the plane of FIG. 4. The latch 12 is inserted into corresponding recesses in the molded body 10, 11 . The dowel-like connecting elements 5 according to FIG. 2 are now placed in the bolt 12 and in the molded bodies 10, 11 , as shown in FIG. 4, so that the molded bodies located next to one another are also connected to one another with the aid of the bolt 12 and the connecting elements 5 .

Fig. 5 zeigt ein Beispiel, wobei ein Formkörper 13 mit einem Element 5 versehen ist, in das ein Halteelement 14 mit seinem Gewindeende 15 eingeschraubt ist. Der Kopf des Halteelements ist beispielsweise als Öse ausgebildet, so daß dort andere Gegenstände befestigt werden können, beispielsweise Heizleiter usw. Fig. 5 shows an example, wherein a molded body 13 is provided with an element 5 , in which a holding element 14 is screwed with its threaded end 15 . The head of the holding element is designed, for example, as an eyelet, so that other objects can be fastened there, for example heating conductors, etc.

Claims

1. A method for reinforcing a porous insulating body made of ceramic fiber material, which is used as thermal insulation in an electric furnace, characterized in that a cavity ( 3 ) is placed in the area to be reinforced, in which a viscous cement mass ( 4 ) is given which, while still viscous , penetrates into the regions of the insulation body ( 1, 2, 7, 10, 11, 13 ) surrounding the cavity ( 3 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the reinforcement takes place in the region of holding webs ( 8 ) of the insulating body ( 7 ) which are formed between cavities ( 9 ) for receiving heating coils.