DE4322941C1

DE4322941C1 - Wärmedämmkörper und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4322941C1
Application number: DE19934322941
Authority: DE
Inventors: Hannes Dipl Ing Reisacher
Original assignee: Porextherm Daemmstoffe GmbH
Current assignee: Porextherm Daemmstoffe GmbH
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2013-07-10

Description

Die Erfindung betrifft einen verdichteten Wärmedämmkörper, im wesentlichen bestehend aus einem hochdispersen Dämmaterial, insbesondere zur Lagerung elektrischer Heizwendeln bei Kochplatten und Verfahren zu deren Herstellung.

Aus den DE-OS 37 35 179, 30 34 495, 23 39 768 und 30 20 326 ist es bei Kochplatten bekannt, das Dämmaterial in napfförmige Aufnahmeschalen einzufüllen und zu pressen. Hierbei ist die Abführung der sowohl oberhalb als auch innerhalb der Preßmasse befindlichen Luft notwendig. Für die Abführung der oberhalb der Preßmasse befindlichen Luft gibt es schon verschiedene automatisch wirkende Lösungen, wie z. B. in der DD-PS 18 916 offenbart. Hierbei ist an seitlichen Vorsprüngen des Stempels einer Tellerpresse ein sich nach Einleitung des Preßvorgangs auf einen die Unterschale haltenden Formmantel abstützender Abdichtungsring angeordnet, durch den die Luft entweichen soll. Der Unterstempel muß nach dem Preßvorgang aus dem Formmantel entfernt werden, was eine automatische Fertigung nicht zuläßt. Auch kann der Abdichtungsring durch Materialermüdung oder durch sich an der Dichtfläche ansetzendes Preßmaterial leicht undicht werden. Die in dem Preßmaterial befindlichen Lufteinschlüsse können hierbei jedoch nicht abgeführt werden. Eine vergleichbare Situation ist auch bei den eingangs genannten in Aufnahmeschalen eingepreßten Wärmedämmkörpern gegeben. Während es hierbei eigentlich mehr darum geht, ein Herausdrücken der Preßmasse zu verhindern, ist die Abführung der mechanisch in den Preßmassen eingeschlossenen Luft weit problematischer, da sich diese bei Erhitzung der in Anlagen oder offen eingebauten Wärmedämmkörper ausdehnt und deren Zerstörung verursachen kann. Dieses macht die Fehlerausfallquote derartiger keramischer Teile weitgehend unvorhersehbar, da sich evtl. vorgenommene Erhitzungsteste nur auf einzelne Stichproben erstrecken können. Das Ersetzen zerstörter Platten verursacht in den damit ausgestatteten Einrichtungen aufwendige Reparaturen.

Zur Abführung der eingeschlossenen Luft gibt es bei der sonst automatisierten Fertigung von Kochplatten z. B. nur eine ständige Handhabungen erfordernde Lösung. Diese besteht darin, vor dem Einfüllen der Preßmasse in die Aufnahmeschalen jeweils für die einzelnen Schalenformen und -abmessungen zugeschnittene Papiervliese einzulegen, auf welche sodann das Preßmaterial aufgeschüttet wird. Beim Preßvorgang soll durch die kapillaren Hohlräume der Vliese die Luft entweichen. Da die Vliese infolge ihrer Elastizität beim Pressen in die Tiefe nachgeben, kann die eingeschlossene Luft nicht gänzlich ausgetrieben werden. Andererseits kann nach Beendigung des Preßvorganges durch die Rückstellkräfte der Vliese wieder Luft angesaugt werden. Da die Vliese beim Einsatz der Wärmedämmkörper bei den üblichen Temperaturen verkohlen, bilden sie eine luftundurchlässige Schicht, durch welche die in dem Wärmedämmkörper eingeschlossene Luft nicht entweichen kann. Ist der Preßmasse, wie üblich, ein dieses mit dem Vlies und dem Rand der Aufnahmeschale gewöhnlich verklebendes Bindemittel zugesetzt, treten die beschriebenen Erscheinungen verstärkt auf.

So besteht bei der Isolierverbundplatte gemäß der DE 37 35 179 die an der Aufnahmeschale anliegende Verbundschicht aus einem formstabilen Werkstoff, bei welchem nach den Angaben in der OS auch auf die Aufnahmeschale verzichtet werden kann. Eine eigenständige Formstabilität läßt sich natürlich nur bei verhältnismäßig dicken Materialschichten erreichen. Die in der Mittelschicht eingeschlossene Luft kann hierbei nicht beim Preßvorgang entweichen. Aus der OS 27 48 307 ist bei einer Verbundplatte bekannt, diese mit durchgehenden Bohrungen zu versehen. Auch diese Bearbeitung setzt eine große Formstabilität der einzelnen Verbundschichten voraus. Bei einer Heizträger-Verbundplatte gemäß der OS 30 34 495 besteht die an der Aufnahmeschale unmittelbar angepreßte Schicht aus Kieselsäureaerogel mit einer Mineralfaserverstärkung. Gerade derartige hochdisperse Materialschichten bilden beim Preßvorgang die Grenzschicht zu der Aufnahmeschale hin einen homogenen luftundurchlässigen Abschluß. Dieses ist auch beim Einpressen derartiger pulvriger Massen in Unterwerkzeuge der Fall.

Dem will die Erfindung abhelfen und es stellt sich die Aufgabe, eine bessere Abführung der Luft während des Preßvorganges zu ermöglichen und Wärmedämmplatten mit einer besseren Temperaturwechsel-Beständigkeit beim Einsatz zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch einen Wärmedämmkörper gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und den Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 5 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schicht ist nicht nur weit billiger als das Papiervlies, vorteilhaft ist vor allem auch, daß die sich im Innern der Preßmasse und der Aufnahmeschale bzw. dem Unterwerkzeug mechanisch eingeschlossene Luft bzw. Restluft sowohl beim Pressen weitestgehend als auch bei der Verwendung entweichen kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung am Beispiel einer Kochplatte veranschaulicht.

Es zeigt

Fig. 1 eine Kochplatte, wie sie in Herden zum Einsatz kommt,

Fig. 2 ein vergrößertes Schnittbild eines Ausbruchs aus dem Wärmedämmkörper gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein vergrößertes Schnittbild eines weiteren erfindungsgemäßen Wärmedämmkörpers in ausgebrochener Darstellung.

Die in der Fig. 1 gezeigte Kochplatte besteht im wesentlichen aus einer aus Metallen wie Aluminiumblech oder verzinktem Eisenblech bestehenden Aufnahmeschale 1 und Wärmedämmaterial in Form einer Wärmedämmplatte 2. Diese ist gewöhnlich an der Innenseite des Randes 3 der Aufnahmeschale und dem Boden 4 in die Aufnahmeschale eingepreßt. An der Oberseite der Wärmedämmplatte 2 ist eine elektrische Heizwendel 5 gelagert und durch nicht dargestellte Klammern gehalten. Auf die Wärmedämmplatte ist gewöhnlich ein aus Isoliermaterial bestehender Umfangsrand 6 aufgesetzt, der oben an dem Rand 3 der Aufnahmeschale einen vorstehenden Abschnitt 7 aufweist. Mit diesem ist durch eine nicht dargestellte Feder die so ausgebildete Kochplatte gegen eine die Heizplatte eines Herdes abgebende Glaskeramikscheibe 8 angedrückt. Zwischen dem Wärmedämmkörper 2 und dem Boden 4 sowie ggf. dem Rand 3 der Wärmedämmschale ist nun bei der Ausführungsart gemäß Fig. 1 und dem Ausbruch gemäß Fig. 2, wie zu sehen, eine Grenzschicht 9 eingefügt. Diese besteht erfindungsgemäß im wesentlichen aus einem grobkörnigeren Material als das für die Wärmedämmplatte verwendete.

Gemäß der Ausführungsart gemäß Fig. 3 weist der gezeigte Wärmedämmkörper sowohl die vorbeschriebene untere Schicht als auch oberhalb des Wärmedämmkörpers 2 eine gleichartige Schicht 9 auf.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Es wurden eine Dämmstoffmasse und eine Grenzschichtmasse unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:

Dämmstoffmasse A

36 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure
32 Gew.-% Ilmenit
5 Gew.-% Keramische Faser

Grenzschichtmasse B

40 Gew.-% Vermiculit Körnung 0,1 mm und feiner
50 Gew.-% Perlit Körnung ca. 0,1 und feiner
10 Gew.-% Natronwasserglas 37/40 PE

Die genannten Bestandteile wurden in einen Zwangsmischer gegeben und miteinander vermischt. In die Aufnahmeschale 1 wurde auf einem sich mit Rüttelbewegungen umlaufenden Rundtisch in einer den Boden in einer dünnen Schicht 9 bedeckenden Menge der Grenzschichtmasse B eingestreut. Sodann wurde die fließfähige Dämmstoffmasse A in einer vorgegeben Menge in die Aufnahmeschale eingefüllt. Die Aufnahmeschale wurde sodann der Presse zugeführt und hier mit einem Druck von 150 to/m² zu einem Wärmedämmkörper gemäß Fig. 1 und 2 verdichtet.

Beispiel 2 Dämmaterialmasse C

65 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure
28 Gew.-% Zirkon
7 Gew.-% Vermiculit

Grenzschichtmasse D

80 Gew.-% Quarzsand Körnung 1 mm und feiner
20 Gew.-% Vermiculit Körnung 0,1 und feiner

Durch Durchmischung der einzelnen Komponenten entstehen auch hier streufähige Gemische, die in der ersten Stufe zu der oben beschriebenen Einfüllung in die Aufnahmeschale benutzt werden. Nach Einfüllen der Dämmaterialmasse C wird auf diese eine dünne Schicht der Grenzschichtmasse aufgegeben und sodann zu einer Wärmedämmplatte gemäß Fig. 3 verdichtet.

Beispiel 3

Es wurden die Ansätze des Dämmaterials A gemäß Beispiel 1 wiederholt. Bei der Grenzschichtmasse B wurde das Natriumwasserglas weggelassen. Mit dieser wurde zunächst die Innenwandung der Aufnahmeschale besprüht und an dieser haftend wurde sodann vor der Einfüllung der Dämmaterialmasse A die Grenzschichtmasse B angeblasen, welche hier auch dem Rand der gefertigten Wärmedämmplatte in einer für die Luftabführung sehr vorteilhaften Weise eine Grenzschicht bildet.

Die hohen Dämmeigenschaften der aus hochdispersem Material bestehenden Wärmedämmplatten werden durch die eine geringere Dämmeigenschaft aufweisenden Grenzschichten nicht merkbar beeinflußt. Dieses auch, wenn diese das Dämmaterial, wie verfahrensgemäß vorgesehen, ringsum umgeben.

Claims

1. Verdichteter keramischer Wärmedämmkörper, im wesentlichen bestehend aus einem hochdispersen Dämmaterial, insbesondere zur Lagerung elektrischer Heizwendeln bei Kochplatten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptschicht aus hochdispersem Material wie Kieselsäure ganz oder teilweise von einer im Verhältnis zur Hauptschicht dünnen fein- bis grobsandigen, einen Luftdurchtritt gewährleistenden Hüllschicht umgeben ist.

2. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Hüllschicht etwa 0,3 bis 1 mm beträgt.

3. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllschicht (9) aus einer Masse bestehend aus 40 Gew.-% Vermiculit in einer Körnung 0,1 mm, 50 Gew.-% Perlit in einer Körnung von 0,1 mm feiner und 10 Gew.-% Natronwasserglas 37/40 PE als Bindemittel besteht.

4. Wärmedämmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllschicht (9) aus einer Masse bestehend aus 80 Gew.-% Quarzsand in einer Körnung von 1 mm und feiner und 20 Gew.-% Vermiculit in einer Körnung von 0,1 mm und feiner besteht.

5. Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) eine Dämmstoffmischung unter Verwendung von 36 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure, 32 Gew.-% Ilmenit und 5 Gew.-% keramischer Faser herstellt,
b) eine Massemischung für die Hüllschicht unter Verwendung von 40 Gew.-% Vermiculit in einer Körnung von 0,1 mm und feiner und 50 Gew.-% Perlit in einer Körnung ca. 0,1 unter Zugabe eines Bindemittels aus 10 Gew.-% Natronwasserglas 37/40 PE herstellt,
c) die in Stufe b) erhaltene Hüllschichtmischung, den Boden einer Aufnahmeschale (1) in einer dünnen Schicht von 0,3 bis 1 mm bedeckend, in diese verteilt,
d) die in Stufe a) erhaltene Dämmstoffmischung in einer, die vorgegebene Wärmedämmplatten-Dicke (2) im wesentlichen bestimmenden Menge, in die Aufnahmeschale einfüllt und daß man sodann
e) die Aufnahmeschale unter den Preßkolben einer Presse verbringt und die Mischungen verdichtet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) anstelle der Stufe b) die Innenwand der Aufnahmeschale (1) mit Natronwasserglas besprüht wird,
b) an die mit Natronwasserglas benetzte Wand eine Mischung aus 40 Gew.-% Vermiculit in einer Körnung von 0,1 mm und feiner und 50 Gew.-% Perlit in einer Körnung ca. 0,1 und feiner in einer Schicht in Klebeverbindung mit dieser bringt, vorzugsweise anbläst.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Einfüllen der Dämmaterialmasse gemäß Stufe a) auch auf diese eine Schicht der Grenzschichtmasse gemäß Stufe b) aufgibt und sodann die Schichten zu einer Wärmedämmverbundplatte verdichtet werden.