DE4338459C2

DE4338459C2 - Wärmeisolierender Hohlzylinder

Info

Publication number: DE4338459C2
Application number: DE19934338459
Authority: DE
Inventors: Klaus Gotscharek; Karl Hingst
Original assignee: SGL Carbon SE
Current assignee: SGL Carbon SE
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2013-11-12
Also published as: DE4338459A1

Description

Die Erfindung betrifft einen in nicht oxidierender Atmosphäre verwendbaren, mindestens zum Teil aus Kohlen stoff bestehenden, hitzebeständigen, formstabilen Hohl zylinder für Zwecke der Wärmeisolation bei Einwirkung von Temperaturen von mindestens 800°C auf der heißen Seite des Zylinders sowie Verfahren zur Herstellung eines der artigen Zylinders.

Unter dem Begriff "Kohlenstoff" wird in dieser Schrift sowohl nicht graphitischer als auch graphitischer Kohlen stoff verstanden. Wenn im Zusammenhang mit dem Begriff "Kohlenstoff" nicht graphitischer Kohlenstoff gemeint ist, ist dies durch die Beifügung "nicht graphitisch" hervorgehoben. Graphitischer Kohlenstoff wird mit "Graphit" oder "graphitisch" bezeichnet.

Materialien und Formteile aus Kohlenstoff finden wegen ihrer Beständigkeit bis zu höchsten Temperaturen, ihrer Resistenz gegen eine Vielzahl von Beaufschlagungsmedien, ihrer geringen Wärmekapazität, ihrer guten Bearbeit- und Formbarkeit vielfältige Verwendung als Auskleidungs-, Konstruktions- und Isoliermaterial bei thermischen Prozessen. Besonders die Kohlenstoffqualitäten mit nied rigen Rohdichten wie Filze, Wolle, Faserwirrlagen, Schaumstoffe werden für die Herstellung von Wärmeisola tionen in der Hochtemperaturtechnik verwendet. Kombiniert werden diese Materialien, die je nach Anwendungstempera tur in nicht graphitischer oder in graphitischer Form eingesetzt werden, häufig mit Folien aus flexiblem Graphit, die im wesentlichen gasdicht sind, senkrecht zu ihrer Oberfläche eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben und eine glatte, Wärmestrahlen gut reflektierende Ober fläche aufweisen. Mit Ausnahme des Schaumkohlenstoffs sind alle genannten Materialien auch unter relativ geringer mechanischer Belastung nicht allseitig form stabil, die meistens verwendeten Folien sind riß anfällig, wenn sie in geringer Dicke eingesetzt werden. Schaumkohlenstoff ist zwar gegenüber geringeren mecha nischen Belastungen stabil, er ist jedoch nicht abrieb fest und wird durch Einwirkung von Stoffen, z. B. beim zwar unerwünschten aber häufig nicht vermeidbaren Ver spritzen von Teilen von heißem Behandlungsgut im Ofen wie Metallschmelzen, leicht infiltriert und mit der Zeit zerstört oder er verliert einen Teil seiner Isolier wirkung. Von brauchbarer Formstabilität sind sogenannte Hartfilze, die heute in großem Umfang für die Herstellung von Isolierzylindern verwendet werden. Sie werden durch Imprägnieren nicht formstabiler Weichfilze mit Kunst harzen oder Pechen und nachfolgendes Carbonisieren und gegebenenfalls Graphitieren erhalten. Teile aus diesem Werkstoff müssen durch materialabtragende Bearbeitungs verfahren den konstruktiven Gegebenheiten angepaßt werden und sind wegen des damit verbundenen Verlustes an Zerspanungsmaterial und wegen des vor der mechanischen Bearbeitung liegenden mehrstufigen Herstellungsverfahrens teuer. Formstabile selbsttragende Isolierzylinder als Bauelemente z. B. in Hochtemperaturöfen wurden bisher entweder durch Kombination nicht formstabiler Isolier stoffe mit hinreichend formstabilen, stets dickwandigen und schweren, starren Stütz- oder Unterlageteilen aus nicht graphitischem Kohlenstoff, Graphit oder Keramik wie z. B. Siliciumcarbid oder unter Verwendung von Hartfilz hergestellt. Beide genannten Lösungen haben erhebliche Nachteile. Die für die erste Lösungsvariante verwendeten Teile aus in allen Richtungen formstabilen Werkstoffen aus Kohlenstoff oder Keramik wie beispielsweise Stütz- und Abschirmungszylinder müssen wegen der vergleichsweise hohen Spannungsriß- und Bruchanfälligkeit dieser Materialien in vergleichsweise großen Material- bzw. Wandstärken von mehreren Millimetern bis Zentimetern ausgeführt sein. Dies bedingt hohe Massen, die thermisch träge sind, d. h. langer Aufheiz- und Abkühlzeiten be dürfen und außerdem wirken sich die vergleichsweise hohen Wärmeleitfähigkeiten dieser Materialien negativ auf das Betriebsgeschehen aus. Aufgrund dieser Eigenschafts charakteristika sind die konstruktiven Gestaltungsmög lichkeiten für Isolierzylinder dadurch ebenfalls einge schränkt. Die Nachteile der thermischen Trägheit und hohen Wärmeleitfähigkeit sind bei Verwendung von Stütz teilen aus Hartfilz stark abgemildert. Hartfilz wird des halb in großem Umfang als Stütz- und Isoliermaterial verwendet. Aber auch Hartfilze weisen einige der Nach teile auf, die die vorgenannten formstabilen Werkstoffe auch haben. Die für den Aufbau von Isolierzylindern not wendigen größerformatigen Einzelteile und Komponenten können nicht mit einfachen Werkzeugen direkt an der Bau- und Montagestelle aus vorgefertigten Halbzeugen in die durch die Konstruktion des Hohlzylinders vorgegebene Form gebracht werden. Vielmehr sind hierfür Bearbeitungs maschinen wie Dreh-, Fräs- oder Bohrmaschinen oder zum Verbinden von Hartfilzteilen mit anderen Teilen wie z. B. Graphitfolien mittels härt- und verkokbarer Kleber Anlagen für thermische Behandlungen wie z. B. Öfen er forderlich. Die hergestellten Einzelteile sind bei Erstellung größerer Hohlzylinder im Falle beider Aufbau varianten meistens schwer zu hantieren und vor allem bruchempfindlich. Ein weiterer ins Gewicht fallender Nachteil ist ihr hoher Preis, der durch die vergleichs weise große Masse der Teile in Verbindung mit ihrem auf wendigen Herstellungsgang und die Bearbeitung bedingt ist.

Hohlzylinderanordnungen der vorbeschriebenen Art sind aus der Literatur bekannt. Die DE-Patentschrift DE 18 14 052 B beschreibt einen rohr- oder hohlzylinder förmigen Verbundkörper aus abwechselnden Lagen aus flexiblen Graphitfolien und Kohlenstoffilz wobei die flexiblen Graphitfolien auf einer oder beiden Außenseiten des Hohlzylinders oder in dessen Innerem angeordnet sein oder Kombinationen dieser Anordnungen gewählt werden können. Zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit weisen die Hohlzylinder Tragkörper aus massivem Kohlenstoff auf. Die den Hohlzylinder bildenden Teile sind durch Verklebung miteinander verbunden. Der vorgenannten deutschen Patentschrift entsprechende Hohl zylinder werden auch in der US 4,279,952 beschrieben. Diese Zylinder werden mit verschiedenen Anordnungen von Lagen Kohlenstoffilz und Graphitfolie unter Verwendung carbonisierbarer Binder hergestellt. Der ebenfalls als Konstruktionsmaterial beschriebene und verwendete Hart filz wird aus Kohlenstoffweichfilz und einem Imprägnier mittel aus einem härtbaren, carbonisierbaren Kunstharz in einem aufwendigen, mehrere Verfahrensschritte bean spruchenden Prozess extra hergestellt.

Bei einer zylinderförmigen Isolierauskleidung für eine isostatische Heißpreßanordnung nach US 4,325,694 sind Lagen aus Kohlenstoffweichfilz und aus Graphitfolie im Wechsel um einen Kern aus vorgefertigtem Elektrographit gewickelt. Die Filzlagen sind mit Graphitfäden fest gebunden. Der obere Abschluß des Hohlzylinders ist durch in spezieller Weise mit Graphitfolien armierte Scheiben aus Kohlenstoffschaumstoff bewerkstelligt.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 254 881 A2 ist eine zylinderförmige Isolierung für Hochdrucksinteröfen, die aus mehreren abwechselnden, gewickelten Lagen aus Graphitfilz und Graphitfolie besteht, zu entnehmen.

In der US-Patentschrift 4,770,630 ist eine wärmeiso lierende Auskleidung für Öfen beschrieben, die eben falls aus Kohlenstoffhartfilz und Graphitfolie besteht, also aus den Materialien, über die im Vorstehenden bereits mehrfach referiert worden ist. Als weitere ver wendbare Materialien werden Glaskohlenstoff und durch zusätzliche Verfahrensschritte hergestellte Teile aus nicht graphitischem und graphitischem Kohlenstoff genannt.

Eine vorzugsweise aus Kohlenstoff bestehende zylindrische Isolieranordnung ist auch aus der DE 37 43 952 C2 bekannt. Diese zylindrische Anordnung wird in aufwendiger Weise entweder aus vorgefertigten, plattenförmigen Zylindermantelsegmenten aus Kohlenstoffmaterial, in deren Schmalseiten hakenförmige Profile zum Verbinden und Arretieren der Mantelsegmente untereinander eingearbeitet sind, zusammengesetzt oder es wird erst ein Zylinder aus Urethanschaum gefertigt, dieser mit einem Phenolharz imprägniert und dann carbonisiert oder es werden nach einer dritten Variante Graphitfasern durch Wickeln in eine Zylinderform gebracht, der Wickel mit einem Phenolharz imprägniert und es wird die so erhaltene Anordnung carbonisiert.

Alle im Vorstehenden genannten oder beschriebenen Hohl zylinder für Zwecke der Wärmeisolation enthalten als alleiniges Stützmaterial für die Erzielung einer aus reichenden Formstabilität entweder vergleichsweise leichte, wärmeisolierende aber aufwendige Stoffe wie Hartfilz bzw. in einem zusätzlichen Verfahrensschritt nachverfestigten Schaumkohlenstoff oder massive, schwere nicht oder schlecht wärmeisolierende Teile aus bruch- und spannungsrißempfindlichen keramischen Werkstoffen wie Graphit oder nicht graphitischem Kohlenstoff oder Siliciumcarbid. Alle diese Teile bedürfen zu ihrer Her stellung einer mechanischen Bearbeitung der bereits teuren Ausgangsmaterialien auf stationären Anlagen oder zusätzlicher Verfahrensschritte wie Behandeln mit Kunst harzen und nachfolgendes Aushärten und Carbonisieren bzw. Graphitieren oder beides. Keines der Teile kann direkt am Ort seiner späteren Bestimmung im wesentlichen aus Halb zeug unter Verwendung einfacher, jederzeit vor Ort her stellbarer oder transportabler Hilfsmittel und Werkzeuge hergestellt werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Hohl zylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, der zum überwiegenden Teil aus preiswerten Halbzeugen besteht, die nur unter Verwendung einfacher handbetätigter Werkzeuge und Hilfsmittel ohne Bindung an einen bestimmten Ort be- und verarbeitbar sind, der also ohne Anwendung mechanischer Bearbeitungsverfahren in stationären Anlagen und ohne aufwendige zusätzliche Ver fahrensschritte wie Imprägnieren und/oder Carbonisieren/ Graphitieren herstellbar ist, der im Verhältnis zu seiner jeweiligen Größe ein geringeres Gewicht als vergleich bare herkömmliche Hohlzylinder hat und der gegenüber Hohlzylindern nach dem Stand der Technik ein besseres Preis-Leistungsverhältnis aufweist.

Die Aufgabe wird durch einen Hohlzylinder gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und durch die Verfahren nach den Patentansprüchen 11 oder 12 gelöst. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2 bis 10 und 13 bis 20 wird die Erfindung weitergebildet und aus gestaltet.

Die erfindungsgemäßen Hohlzylinder sind für die Ver wendung bei Temperaturen oberhalb 800°C bestimmt und lassen sich Betriebstemperaturen von über 2500°C anpassen. Da sie mindestens zum Teil aus Kohlenstoff bestehen, ist ihre Anwendung auf eine nicht oxidierende Atmosphäre oder auf Vakuum beschränkt. Jede der fünf Komponentengruppen, aus denen ein Hohlzylinder besteht, erfüllt eine bestimmte Funktion. Das Material für jede der Komponentengruppen muß dieser Funktion in bezug auf thermische, mechanische und verarbeitungstechnische Eigenschaften genügen und alle Komponenten zusammenge nommen den wirtschaftlichen Aspekt der Erfindung er füllen.

Der innere, dem heißen Ofen- oder Reaktionsraum direkt benachbarte Zylindermantel trennt die zwischen den beiden Zylindermänteln eingeschlossene, unter mechanischer Belastung nicht formstabile Schicht aus wärmeisolierendem Material vom Ofen- und Reaktionsraum und schützt sie vor Beschädigungen durch Einwirkung von im Ofen- und Reaktionsraum befindlichen Stoffen wie z. B. Abrasion durch Gasströmungen oder durch Schmelzen. Er muß infolge dessen hinreichend dicht und muß als innere Wand und als tragendes Konstruktionselement des Hohlzylinders aus reichend formstabil sein. Er muß desweiteren Stößen und Schlägen, denen die Wand eines Ofen- oder Reaktionsraumes beim Manipulieren oder beim Betrieb ausgesetzt ist, ohne Beschädigungen widerstehen. Schließlich ist es bei manchen Ausführungen vorteilhaft oder notwendig, daß zusätzlich mindestens die Seite des inneren Zylinder mantels, die dem heißen Ofen- oder Reaktionsraum zuge kehrt ist, eine die Wärmestrahlung gut reflektierende Oberfläche hat. Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der innere Zylindermantel aus einer Lage eines Gewebes aus Kohlenstoffasern oder eines anderen Verbundes aus Kohlenstoffasern, das bzw. der mit Kohlenstoff verstärkt ist. Derartige Produkte sind im Handel, z. B. unter der Markenbezeichnung ®SIGRABOND erhältlich. Sie werden hergestellt, indem Lagen von Kohlenstoffasern, die in dünner Schicht vliesartig ausgelegt sein können, im Regelfall aber auf textile Weise, z. B. durch Weben oder Stricken miteinander verküpft sind, zunächst mit Kunst harz, z. B. Phenolharz oder einem Pech imprägniert werden. Nach dem Entfernen überschüssigen Imprägniermittels werden die Lagen einzeln oder in Schichtpaketen von 2 bis 5 Lagen unter Zwischenlegen von Trennpapier über einandergestapelt und, gegebenenfalls nachdem das Harz ausgehärtet ist, die Stapel carbonisiert, bzw., falls erforderlich, graphitiert. Danach werden die Lagen oder die aus mehreren Lagen bestehenden Schichtpakete von einander getrennt. So hergestellte Platten aus kohlen stoffaserverstärktem Kohlenstoff haben bereits in ein lagigem Zustand eine hinreichende Formstabilität. Sie sind noch so biegsam, daß aus ihnen Zylinder geformt werden können. Ihre Oberfläche ist feinporös und ver hindert das Eindringen von höher viskosen Flüssigkeiten und von Spritzern von Metallschmelzen. Infolge ihres geschlossenen Aufbaus aus Kohlenstoffasern und dem die zwischen den Kohlenstoffasern liegenden Räume weitgehend schließenden Matrixkohlenstoff hat die Oberfläche des inneren Zylindermantels bereits ein gutes Reflexions vermögen für Wärmestrahlen. Falls zusätzlich eine weit gehend gasdichte Zylinderwand mit einer glatten und damit Wärmestrahlung optimal reflektierenden Oberfläche erforderlich ist, wird nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform als Innenwand des Hohlzylinders eine auf einer Seite mit einer Graphitfolie dauerhaft verbundene Lage des im Vorstehenden beschriebenen formstabilen, dünnflächigen, mit Kohlenstoffasern verstärkten Verbund werkstoffs mit Kohlenstoffmatrix verwendet. Die Graphit folie befindet sich bei dieser Anordnung auf der dem heißen Innenraum des Ofens oder Reaktionsraumes zuge kehrten Seite der Zylinderwand. Auch dieses Produkt ist im Handel und zwar unter der Markenbezeichnung ®SIGRABOND-Folie erhältlich. Dieser Verbundwerkstoff wird hergestellt, indem eine Lage einer Graphitfolie auf eine Lage oder ein Schichtpaket aus mehreren Lagen eines mit einem verkokbaren Imprägniermittel imprägnierten Gewebes oder Kohlenstoffaserverbundes laminiert wird und der so erzeugte Verbund nach dem Verfestigen des Imprägnier mittels verkokt und gegebenenfalls graphitiert wird. Auch dieser Verbundwerkstoff hat eine sehr gute Formstabili tät und läßt sich in eine Zylinderform biegen. Der Vor teil der Verwendung der beschriebenen dünnwandigen Ver bundwerkstoffe, deren Dicke vorzugsweise bei nur 1,2 mm oder darunter liegt, für den inneren Zylindermantel, besteht darin, daß sie mechanisch hochfest, dabei aber biegsam sind, eine geringe Masse haben, je nach Aus führung flüssigkeits, bzw. flüssigkeits- und gasdicht sind, ein gutes bis ausgezeichnetes Reflexionsvermögen besitzen und in Form von leicht transportierbaren Halb zeugplatten vorliegen, die an jedem Ort mit einem geeig neten Werkzeug wie einem Messer oder einer Schere auf gewünschte Maße oder Formen zugeschnitten werden können. Nach einer anderen Ausführungsform kann die innere Zylinderwand des Hohlzylinders auch aus einem Metall blech, vorzugsweise aus Molybdän oder Wolfram bestehen.

Der äußere Zylindermantel des Hohlzylinders hat eine dem inneren Zylindermantel äquivalente Trag- und Stütz funktion zu erfüllen. Dementsprechend kann er aus den gleichen Materialien bestehen, wie der innere Zylinder mantel. Bei Verwendung von mit Graphitfolie belegten, mit Kohlenstoffasern verstärkten Platten befindet sich die Graphitfolie in der Regel auf der Innenseite des Zylindermantels. Eine Verwendung einer Auflage Graphit folie zusätzlich oder nur auf der Außenseite des äußeren Zylindermantels ist ebenfalls möglich. Da der äußere Zylindermantel im Betrieb die Begrenzung des Hohlzylin ders auf dessen kühleren Seite ist, können dafür, wenn dies die betrieblichen Gegebenheiten zulassen, auch form stabile Bleche, Lochbleche oder Gitterstrukturen aus Eisen, Nickel, Stahl, Edelstahl, Kobalt-Nickellegierungen oder Lagen von Gitterstrukturen aus Mineral- oder Glas fasern verwendet werden.

Die endseitigen Begrenzungen des Hohlzylinders bestehen je nach Größe des Hohlzylinders aus vorzugsweise 2 bis 6 cm dicken Ringscheiben aus Kohlenstoff-Hartfilz oder Schaumkohlenstoff. Beide Werkstoffe sind im Fachhandel erhältlich. Diese Ringe haben die Funktion, als nicht biegsame und formstabile Elemente eine mechanisch feste Materialbrücke zwischen innerem und äußerem Zylinder mantel des Hohlzylinders herzustellen und nach der vor zugsweise mechanischen Verbindung mit den an sie an ihren Umfangsflächen angrenzenden Zylindermänteln die Teile des Hohlzylinders in ihrer Lage zueinander zu fixieren und den Hohlzylinder in seiner Form zu stabilisieren. Selbst verständlich müssen die Ringscheiben aus einem gut wärme dämmenden Material sein, da sie an den Enden des Hohl zylinders auch die Funktion der inneren Wärmeisolier schicht des Hohlzylinders übernehmen müssen. Auf ihrer flachen Außenseite können die Ringscheiben mit einer Lage Graphitfolie ausgerüstet sein.

Der von dem inneren und dem äußeren Zylindermantel sowie den endseitigen Ringscheiben eingegrenzte Raum des Hohl zylinders ist mit einer sehr gut wärmedämmenden Füllung versehen, die vorzugsweise aus Kohlenstoffasern besteht. Bevorzugt wird hier ein Weichfilz aus Kohlenstoffasern verwendet, der lagenweise übereinander angeordnet ist, wobei die Lagen als Wickellagen konzentrisch zur Mittel achse des Hohlzylinders oder in Form in achsialer Rich tung übereinander gestapelter Lagen von Ringscheiben angeordnet sein können. Derartige Weichfilze werden durch Carbonisieren und gegebenenfalls Graphitieren von Filzen aus Wolle, Cellulose oder Polyacrylnitril erhalten und sind über den Fachhandel verfügbar. Die Verwendung von Weichfilzen als Füllung des Hohlzylinders bietet mehrere Vorteile: Weichfilze haben ein mindestens gleich gutes Wärmedämmvermögen wie vergleichbare zur Verfügung stehende Werkstoffe, z. B. Hartfilz. Da sie durch mecha nische Kräfte leicht in allen Richtungen verformbar sind, kann die Füllungsdichte und damit die Isolierwirkung den jeweils vorliegenden Gegebenheiten angepaßt werden. Weichfilze lassen sich leicht be- und verarbeiten und sie sind im Vergleich zu den anderen zur Verfügung stehenden Hochtemperaturwärmedämmstoffen sehr preiswert. Da sie im erfindungsgemäßen Zylinder von allen Komponenten den größten Raum einnehmen, spielt dies für die Wirtschaft lichkeit der Anordnung eine wichtige Rolle. Anstatt von Weichfilzen können an dieser Stelle auch andere, aus Fasern bestehende preiswerte Isolierstoffe wie Kohlen stoffwolle oder Wirrlagen von Kohlenstoffasern, insbe sondere von gekräuselten Kohlenstoffasern, verwendet werden. Aus Gründen der Kostenersparnis können auf der Seite des äußeren Zylindermantels auch weniger auf wendige, nicht aus Kohlenstoff bestehende Isoliermate rialien wie beispielsweise Gesteinswolle oder Schlacken fasern verwendet werden, wenn dies die Temperaturver hältnisse in diesem Bereich zulassen.

Für den Zusammenhalt der Teile des Hohlzylinders werden keine als Klebstoffe wirkenden Substanzen, die thermisch ausgehärtet und verkokt werden müssen, verwendet.

Der Zusammenhalt wird vielmehr im wesentlichen durch auf die einzelnen Materialqualitäten angepaßte, mechanisch wirkende Hilfsmittel wie Klammern, Anker, Steckbolzen, Steckschuhe, Fäden, Kordeln oder Bänder, die als Einzel teile leicht transportierbar und am Ort der Montage des Hohlzylinders anbringbar sind, sichergestellt. Lediglich als Montagehilfsmittel werden bei Raumtemperatur wirkende bzw. härtende thermoplastische oder duroplastische Klebe mittel verwendet, wenn dies die späteren Anwendungs bedingungen gestatten. Der innere Zylindermantel wird durch Kohlenstoffkordeln oder -Bänder in seiner Form fixiert. Die um ihn herum gewickelten Lagen aus Weichfilz werden mittels Fäden, Kordeln oder Bändern, bzw. einen Kleber zusammengehalten. Die den äußeren Zylindermantel bildenden flächigen Materialien werden an der Stelle, an der sie in Form eines Stoßes oder einer Überlappung zusammentreffen, mit Klammern oder Steckschuhen aus Kohlenstoff zusammengehalten. Die Verbindung zwischen dem äußeren Zylindermantel und den endseitigen Ringscheiben erfolgt durch Steckbolzen oder Anker, die durch den Mantel hindurch in die Ringscheiben gesteckt und durch eine achsiale Drehung um Winkelbeträge von ca. 45 bis 135° in ihrer Lage festgesetzt werden. Der innere Zylindermantel kann in gleicher Weise an den Ring scheiben festgelegt werden. In den Fällen, wo die dadurch auf der glatten Innenfläche des Zylindermantels ent stehenden Erhebungen oder Unregelmäßigkeiten, beispiels weise wegen lokaler Aufheizung oder der Bildung von Gas durchlässen an den Durchbrechungen, stören, wird ein Mantelwerkstoff mit einem hinreichend hohen Rückfede rungsvermögen verwendet, der sich gegen die inneren Mantelflächen der Ringscheiben preßt und somit einen Halt durch Kraftschluß bewirkt. Die beschriebenen Verbindungs elemente, die wie Fäden, Kordeln, Bänder nicht nur aus Fasern aufgebaut sind, bestehen vorzugsweise aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Kohlenstoff. Sie können, wenn dies die Gegebenheiten zulassen, auch aus metalli schen Werkstoffen bestehen.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hohl zylinders kann im Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Zylindermantel, jedoch im Abstand zu diesen zu sätzlich zu der beschriebenen Füllung mindestens eine sich parallel zu den Zylindermänteln erstreckende konzen trische Lage Graphitfolie befinden. Sie dient zur Ver ringerung des Strahlungsanteils beim Wärmeübertragungs prozeß und zur Verringerung von Gasbewegungen jeder Art im Inneren des Hohlzylinders.

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität, insbesondere zur Erhöhung der Stabilität gegen Durchbiegungen und seitlich auf den Zylindermantel wirkende Druckkräfte können in den Hohlzylindern, besonders wenn sie eine größere Länge haben, zwischen den endseitigen Ring scheiben, jedoch im Abstand von diesen eine oder mehrere Ringscheiben angeordnet sein, die ebenfalls durch Anker oder Steckbolzen mit dem äußeren Zylindermantel verbunden sein können.

Die Wahl der Materialien für den Aufbau der Hohlzylinder richtet sich vor allen Dingen nach den Betriebstempera turen, denen sie ausgesetzt sind. Es ist das Ziel, für die einzelnen Teile und Bereiche des Hohlzylinders nur solche Materialien einzusetzen, die bei der an ihrem Ort jeweils herrschenden Betriebstemperatur keine Änderungen wie z. B. Schrumpfungen oder reaktionsbedingte Aus dehnungen, besonders irreversibler Art erfahren oder die noch reaktiven Veränderungen, z. B. verbunden mit der Abgabe von Dämpfen oder Gasen unterliegen. D. h., das jeweils verwendete Bauteil sollte bis zu den Temperaturen vorbehandelt worden sein, denen es beim späteren Betrieb ausgesetzt ist. So ist es möglich, daß beispielsweise die dem heißen Innenteil eines Ofens benachbarten Teile des Hohlzylinders aus graphitierten Komponenten, die von dieser Zone entfernter liegenden aus nicht graphitischen Bauteilen und die der gekühlten Metallhülle des Ofens benachbarten aus metallischen Werkstoffen bestehen.

Die Herstellung des Hohlzylinders ist nicht an feste, dafür eingerichtete Produktionsstätten gebunden. Alle zur Herstellung notwendigen Komponenten können entweder an jedem beliebigen Montageort mit einfachen, überall verfügbaren Werkzeugen und Hilfsmitteln aus Halbzeugen gefertigt oder als leicht transportierbare Einzelteile mitgeführt werden. Man ist nicht auf spezielle ortsfeste Einrichtungen wie zerspanende Bearbeitungsmaschinen, z. B. Drehbänke oder Fräsmaschinen oder thermische Behandlungs einrichtungen wie Öfen zum Aushärten, Carbonisieren oder Graphitieren angewiesen. Alle Halbzeuge und sonstigen Komponenten liegen bereits in dem thermischen Behand lungszustand, z. B. nicht graphitisch oder graphitisch vor, der für den späteren Betrieb der Anlage für den der zu erstellende Hohlzylinder vorgesehen ist, gefordert wird. Hohlzylinder der hier beschriebenen Art können in jeder geforderten Größe hergestellt werden, was besonders für große Zylinder wegen des Fortfalls von mit dem Trans port verbundenen Problemen und für Zylinder, die beson deren räumlichen Gegebenheiten angepaßt werden sollen, von Vorteil ist.

Zur Herstellung wird zunächst aus dem für den inneren Zylindermantel vorgesehenen Material, z. B. einer Lage Halbzeugs aus mit Graphitfolie fest verbundenem mit Kohlenstoffasergewebe verstärktem Kohlenstoff ein Flächenstück von der Länge und von mindestens dem Umfang des inneren Zylindermantels mit einem scharfen Messer oder einer Schere herausgeschnitten. Die so erhaltene Bahn oder Folie wird sodann auf einen dem inneren Zylindermantel im Umfang entsprechenden Kern gewickelt und mit Kohlenstoffbändern oder -Kordeln durch Um- und Festbinden in der Form des inneren Zylindermantels fixiert. Wo dies möglich ist, kann auch unter Zuhilfe nahme eines bei Raumtemperatur wirksamen Klebers fixiert werden. An der Stoßstelle der den Mantel bildenden Flächen wird bevorzugt mit einer leichten Überlappung gearbeitet. Es ist aber auch möglich, die beiden Enden der Bahn an dieser Stelle zu stoßen und auf der radial außen liegenden Seite der Stoßstelle einen Beilage streifen aus Graphitfolie oder einem anderen für den Aufbau dieses Zylindermantels geeigneten Material mit zu befestigen.

Nach einer ersten Herstellungs- und Ausführungsvariante werden sodann die zwei Ringscheiben aus Hartfilz oder aus Schaumkohlenstoff über die Enden des inneren Zylinder mantels geschoben. Vorzugsweise sind ihre nach außen zeigenden Flachseiten danach mit den Enden des inneren Zylindermantels bündig. Es ist aber auch möglich, daß der innere Ringmantel der Scheiben jeweils etwas über das Ende des inneren Zylindermantels hinaussteht. Zur Befestigung des inneren Zylindermantels an den Ring scheiben werden die in der Nähe der Ringscheiben befind lichen Bänder oder Kordeln, die den Zylindermantel in seiner Form halten, gelöst. Der innere Zylindermantel drückt sich dann aufgrund des ihm innewohnenden Rück federungsvermögens an die Ringscheibe an und wird so durch Kraftschluß befestigt. Es ist aber auch möglich, den inneren Zylindermantel mittels Steckankern oder Klammern aus Kohlenstoff an den Ringscheiben zu befesti gen. Die Herstellung der Ringscheiben erfolgt durch Aussägen aus Hartfilz- oder Schaumstoffhalbzeugplatten, z. B. mittels einer Stichsäge.

Nach dem Aufbau des aus innerem Zylindermantel und end seitigen Ringscheiben bestehenden Grundgerüsts werden, z. B. mit einer Schere auf das Maß der zwischen den Ringscheiben bestehenden Distanz zugeschnittene Bahnen aus Kohlenstoffweichfilz solange auf den Kern aus innerem Zylindermantel und die sich beim Wickeln aufbauenden Lagen aus Weichfilz aufgewickelt, bis die vorgegebene Dicke der Isolierschicht erreicht ist. Die Weichfilzlagen werden mit Fäden, Kordeln oder Bändern aus Kohlenstoff oder, wo dies später nicht stört, mit einem bei Raum temperatur wirksamen Kleber in ihrer Lage fixiert. Danach wird, unter Benutzung der äußeren Mantelflächen der Ring scheiben als Kern, der äußere Zylindermantel des Hohl zylinders angebracht. Dies geschieht in im Prinzip gleicher Weise wie bei der Herstellung des inneren Zylindermantels. Die den äußeren Mantel bildende Materialbahn, die entlang der Längsnaht des Zylinder mantels entweder gestoßen oder überlappt ist, wird hier bevorzugt mit Steckschuhen oder Klammern zusammenge halten, die in vorgefertigte Schlitze oder Löcher in den sich treffenden Flächen des Zylindermantels eingreifen und die vorteilhafterweise aus Kohlenstoff bestehen aber in Anpassung an andere für den äußeren Zylindermantel verwendete Materialien auch aus mit diesem verträglichen Material wie z. B. Nickel oder Edelstahl bestehen können. Selbstverständlich kann der äußere Zylindermantel auch mit Fäden, Kordeln oder Bändern zusammengehalten werden. Die Befestigung des äußeren Zylindermantels an den Ring scheiben geschieht durch Steckbolzen oder Anker, die vorzugsweise aus Kohlenstoff bestehen. Diese Befesti gungsmittel sind an ihrem Schaft mit Auskragungen ver sehen, die wie Widerhaken wirken. Sie werden durch vor gefertigte Löcher oder Schlitze im äußeren Zylindermantel in die Ringscheiben gesteckt und durch Drehen um einen Winkelbetrag zwischen ca. 45° und 135° im Material der Ringscheibe festgesetzt. Als Material für den äußeren Zylindermantel können die gleichen Werkstoffe wie für den inneren Zylindermantel verwendet werden. In den Fällen, in denen die technischen Anforderungen dies nicht ver langen, können auch die anderen bereits im Vorstehenden beschriebenen Materialien verwendet werden.

Nach einer zweiten Methode zum Aufbau des Hohlzylinders wird nach der Schaffung des inneren Zylindermantels nur eine endseitige Ringscheibe angebracht und es werden auf die so entstandene Säule aus innerem Zylindermantel und der an der Basis des Zylindermantels kreisförmig über stehenden Ringscheibe weitere, den Durchmessermaßen der Ringscheibe entsprechende Ringscheiben, die jedoch aus Weichfilz bestehen, solange in dichter Packung auf einandergelegt, bis der für die innere Isolierfüllung zur Verfügung stehende Raum bis zur Höhe des anderen Endes des inneren Zylindermantels gefüllt ist, und nur der Raum für die Anbringung der zweiten endseitigen Ringscheibe verbleibt. Nach dem Anbringen dieser zweiten Ringscheibe wird der äußere Zylindermantel in der bereits beschrie benen Weise aufgelegt und befestigt.

Schließlich kann noch ein aus einem inneren und einem äußeren Zylindermantel sowie einer Basisringscheibe bestehender Hohlkörper aufgebaut werden und dieser mit Wirrlagen aus Kohlenstoffasern oder Kohlenstoffwolle gefüllt werden. Danach wird zur Fertigstellung des Isolierzylinders die zweite endseitige Ringscheibe angebracht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen und Skizzen beispielhaft erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Wand eines Hohl zylinders mit gewickelten Weichfilzschichten,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Hohlzylinder gemäß Fig. 1 am Ort eines Steckschuhs im äußeren Zylindermantel,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Wand eines Hohl zylinders mit gestapelten Lagen von Ringscheiben aus Weichfilz,

Fig. 4 die Frontansicht eines Steckschuhs für das Zusammenhalten des äußeren Zylindermantels,

Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch einen äußeren Zylindermantel entlang einer radialen Ebene an der Überlappungsstelle der den Zylindermantel bildenden Folien mit einem Steckschuh,

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des äußeren Zylindermantels am Ort der Befestigung der sich überlappenden Teile des Zylindermantels mittels einer Klammer,

Fig. 7 die in Fig. 6 dargestellte Stelle im Quer schnitt.

Die Wiedergabe des Hohlzylinders 1 in Fig. 1 zeigt den inneren Zylindermantel 2, der aus einer dem späteren heißen Reaktionsraum 3 zugewandten Graphitfolie 4 und einer in radialer Richtung gesehen unter dieser befind lichen und mit der Graphitfolie 4 stoffschlüssig fest verbundenen Lage 5 aus mit Kohlenstoffasergewebe ver stärktem Kohlenstoff besteht und der durch Fäden 6 oder Kordeln 6 aus Kohlenstoff in seiner Zylindermantelform gehalten wird. An dem in der Darstellung oberen und unteren Ende des inneren Zylindermantels 2 befinden sich zwei Ringscheiben 7, 7' aus Hartfilz, die über den inneren Zylindermantel 2 geschoben sind und die diesen an dieser Stelle in seiner Zylinderform halten. Sie sind an ihren nach außen zeigenden Flachseiten mit einer Graphit folie 13 fest verbunden, die die Wärmestrahlung reflek tiert und den Zutritt von Gasen in das Innere der Wand des Hohlzylinders verhindert. Auf den äußeren Mantel flächen 8, 8' der Ringscheiben 7, 7' liegt der äußere Zylindermantel 9 aus einer Folie aus mit Kohlenstoff fasergewebe verstärktem Kohlenstoff auf. Dieser Mantel 9 ist an den stirnseitigen Enden des Hohlzylinders mit Steckankern 10, die vorzugsweise aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Kohlenstoff bestehen, in den Ringscheiben 7, 7' befestigt. In der Überlappungszone 11 der den äußeren Zylindermantel bildenden Folie 17, 17' halten Steckschuhe 12 die Folie in der Mantelform und verhindern ein Auf federn des Mantels. In dem vom inneren 2 und äußeren 9 Zylindermantel und den Ringscheiben 7, 7' eingeschlosse nen Raum befinden sich als innere, wärmeisolierende Füllung um den inneren Zylindermantel 2 gewickelte und mit Fäden 6 oder Kordeln 6 in ihrer Lage fixierte Lagen 14 aus Kohlenstoffweichfilz.

In Fig. 2 sind der aus einer Graphitfolienauflage 4 und einem mit Kohlenstoffasergewebe verstärkten Kohlenstoff 5 bestehende innere Zylindermantel 2, der aus mit Kohlen stoffasergewebe verstärktem Kohlenstoff bestehende äußere Zylindermantel 9 und die innenliegenden, aufge wickelten Weichfilzlagen 14 zu sehen. Der den inneren Zylindermantel 2 bildende Schichtstoff ist am Ort 15 gestoßen zusammengeführt. Zur Sicherheit gegen die Folgen einer eventuellen Spaltenbildung an dieser Stelle ist die Stoßstelle 15 mit Ausnahme der an den Ringscheiben 7a, 7b anliegenden Zonen auf ihrer gesamten Länge mit Graphit folie 16 hinterlegt. Der innere Zylindermantel wird mit einer Kohlenstoffkordel 6 in Form und Lage fixiert. Die Enden 17, 17' der den äußeren Zylindermantel 9 bildenden Lage sind miteinander überlappt und durch Steckschuhe 12 zusammengehalten.

Fig. 3 gibt einen Hohlzylinder 1 wieder, der dem in Fig. 1 und 2 dargestellten ähnlich ist. In Unterschied zu diesem besteht der innere Zylindermantel 2 hier lediglich aus einem mit Kohlenstoffasergewebe verstärkten Kohlen stoff 5 und er ist mit Steckankern 10 an den Ringscheiben 7, 7' befestigt. Die innere Füllung aus Kohlenstoffweich filz besteht aus aufeinandergeschichteten Ringscheiben 18 und die Überlappungsstelle am äußeren Zylindermantel 9 ist mit Klammern 19 zusammengehalten. Desweiteren weisen die außenliegenden Flachseiten der endseitigen Ring scheiben 7, 7', die hier aus Schaumkohlenstoff bestehen, keine Abdeckungen aus Graphitfolie auf.

Fig. 4 zeigt einen Steckschuh (12) oder Steckanker, der vorzugsweise aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Kohlen stoff besteht. Derartige Steckschuhe werden verwendet, um die sich überlappenden Lagen 17, 17' in Fig. 2 des die Zylindermäntel bildenden Materials in Form von Folien, verstärkten Geweben, Blechen, Gittern mitein ander zu verbinden und in Position zu halten.

Die Funktionsweise eines derartigen Steckschuhs ist in Fig. 5 wiedergegeben. Fig. 5 kann auch als Detaildar stellung der in Fig. 2 wiedergegebenen Überlappungszone 11 am Ort des Steckschuhs 12 in Form eines Längsschnitts entlang einer radialen Ebene durch den Zylindermantel angesehen werden. Die zwei sich überlappenden Endstücke 17, 17' der den Zylindermantel 9 bildenden Lage haben an dieser Stelle einen Schlitz bzw. eine Ausnehmung 20, die der Breite des Steckschuhs 12 entspricht und die etwas höher als der Kopf 21 des Steckschuhs 12 ist. Der Steck schuh 12 ist so in diese Ausnehmung 20 gesteckt, daß die sich überlappenden Endstücke 17, 17' von den beiden Schenkeln 22, 22' des Steckschuhs 12 umgriffen werden und sein Kopf 21 bei Aufwärtsbewegungen an der oberen Begrenzung der Ausnehmung 20 anstößt. Auf diese Weise ist die Verbindung zwischen den zwei Lagen 17, 17' her gestellt und deren Position festgelegt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Möglichkeit, zwei sich überlappende Lagen oder Endstücke 17, 17' oder nicht dargestellte, sich stoßende Endstücke mittels einer Klammer 23, die z. B. aus mit Kohlenstoffasern ver stärktem Kohlenstoff oder aus Metall bestehen kann, zu verbinden. Die Klammer 23 greift mit ihren herab- und etwas nach innen gebogenen Endstücken 24, 24', die ein wenig elastisch nach außen biegbar sind, in in den zu verbindenden Platten, Folien oder Zylindermantelteilen befindliche Ausnehmungen 20 ein und hält sie zusammen und in Position. Beim Einführen der Klammern 23 werden deren Endstücke 24, 24' etwas nach außen gebogen. Sie federn nach dem Einführen in die Ausnehmungen 20 zurück und sind damit festgelegt.

Bezugszeichenliste

1

Hohlzylinder

2

innerer Zylindermantel

3

heißer Reaktionsraum

4

Graphitfolie auf (

2

)

5

Lage aus gewebeverstärktem Kohlenstoff

6

Fäden, Kordeln

7

,

7

' Ringscheiben aus Hartfilz

8

,

8

' äußere Mantelflächen der Ringscheiben

9

äußerer Zylindermantel

10

Steckanker zur Befestigung von (

9

) an (

7

,

7

')

11

Überlappungszone der (

9

) bildenden Folie

12

Steckschuhe

13

Graphitfolie an der Außenseite der Ringscheiben

14

Lagen aus Weichfilz gewickelt

15

Stoß der (

2

) bildenden Lage aus (

4

) und (

5

)

16

an (

15

) hinterlegte Graphitfolie

17

,

17

' Enden der (

9

) bildenden Lage

18

aufeinandergeschichtete Ringscheiben Weichfilz

19

Klammern zum Befestigen

20

Schlitz oder Ausnehmung in

17

,

17

' für Steckschuhe

21

Kopf des Steckschuhs

22

,

22

' Schenkel des Steckschuhs

23

Klammer

24

,

24

' Endstücke der Klammern (

23

)

Claims

1. In nicht oxidierender Atmosphäre verwendbarer, mindestens zum Teil aus Kohlenstoff bestehender hitze beständiger, formstabiler Hohlzylinder für Zwecke der Wärmeisolation bei Einwirkung von Temperaturen von mindestens 800°C auf der heißen Seite des Zylinders, gekennzeichnet durch
einen dünnwandigen inneren Zylindermantel (2) aus einem flächigen, formstabilen, biegsamen Verbund werkstoff aus einem mit Kohlenstoffasern verstärk ten Kohlenstoff in verkoktem nicht graphitischem oder in graphitiertem Zustand,
einen dünnwandigen äußeren Zylindermantel (9) aus einem flächigen, formstabilen, biegsamen Verbund werkstoff aus einem mit Kohlenstoffasern ver stärkten Kohlenstoff in verkoktem, nicht graphiti schem oder in graphitiertem Zustand,
an beiden Enden des Hohlzylinders (1) angeordnete, den Raum zwischen den Zylindermänteln (2, 9) nach beiden Seiten begrenzende formstabile, nicht bieg same Ringscheiben (7, 7') aus einem Material aus der Gruppe Schaumkohlenstoff, Hartfilz aus nicht graphi tischem Kohlenstoff oder aus Graphit, deren innere und äußere Umfangsflächen vom inneren (2) und vom äußeren (9) Zylindermantel mindestens zum Teil um geben sind,
eine den Raum zwischen den Zylindermänteln (2, 9) und den Ringscheiben (7, 7') einnehmende, durch mechanische Krafteinwirkung in allen Raumrichtungen verformbare Füllung aus verkoktem, nicht graphiti schem oder aus graphitiertem Fasermaterial, sowie
die die Teile des Hohlzylinders (1) verbindenden und in Position haltenden Mittel in Form von Klammern (19, 23), Ankern (10), Steckbolzen, Steckschuhen (12), Fäden (6), Kordeln (6), Bändern aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit oder in Form von durch im späteren betrieblichen Einsatz des Hohlzylinders vorzunehmendes Verkoken von bei Raum temperatur härtenden Klebern erzeugtem Brücken kohlenstoff.

2. Hohlzylinder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylindermantel (2) aus einem verkokten, nicht graphitischen oder aus einem graphitierten Verbundwerkstoff aus einer dünnen Schicht eines mit Kohlenstoffasern verstärkten, flächigen, formstabilen, biegsamen Kohlenstoffs besteht, der mindestens auf einer Seite mit einer Graphitfolie (4) fest verbunden ist und bei dem die konkave Seite des Zylindermantels (2) stets eine Graphitfolie (4) trägt.

3. Hohlzylinder nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Zylindermänteln (2, 9) und den Ring scheiben (7, 7') eingeschlossene Raum mit, bezogen auf die Mittelachse des Hohlzylinders (1), sich parallel zu den Oberflächen der Zylindermäntel (2, 9) er streckenden, konzentrisch angeordneten Lagen (14) aus Weichfilz aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit gefüllt ist.

4. Hohlzylinder nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Raum zwischen den Zylindermänteln (2, 9) und den Ringscheiben (7, 7') einnehmende Füllung aus an die Ringscheiben (7, 7') flächig angrenzenden, über einandergeschichteten Lagen (18) aus Weichfilz aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit besteht.

5. Hohlzylinder nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Raum zwischen den Zylindermänteln (2, 9) und den Ringscheiben (7, 7') einnehmende Füllung aus Wirrlagen aus einem Material aus der Gruppe Wolle, gekräuselte Fasern in geschnittener und ungeschnitte ner Form aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit besteht.

6. Hohlzylinder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylindermantel (2) aus einem Blech aus der Gruppe der Metalle Molybdän, Wolfram besteht.

7. Hohlzylinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylindermantel (9) aus einer dünnen Schicht aus einem verkokten, nicht graphitierten, flächigen, formstabilen, biegsamen Verbundwerkstoff aus einem mit Kohlenstoffasern verstärkten Kohlenstoff, der minde stens auf einer seiner Flachseiten fest mit einer Graphitfolie (4) verbunden ist, besteht.

8. Hohlzylinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylindermantel (9) aus einem Metall aus der Gruppe Eisen, Nickel, Stahl, Edelstahl in Form eines Bleches, eines Lochbleches oder einer Gitterstruktur besteht.

9. Hohlzylinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem inneren (2) und dem äußeren (9) Zylindermantel, jedoch im Abstand von diesen minde stens eine, sich parallel zu den Zylindermänteln (2, 9) erstreckende konzentrische Lage Graphitfolie befindet.

10. Hohlzylinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den zwei an den Stirnseiten des Hohl zylinders befindlichen Ringscheiben (7, 7'), jedoch im Abstand von diesen mindestens eine weitere Ringscheibe zur Stabilisierung des Hohlzylinders (1) befindet.

11. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils bei Temperaturen von maximal 200°C die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden
in einem ersten Schritt zur Schaffung eines inneren Zylindermantels (2) eine formstabile, biegsame Lage aus einem hitzebeständigen Material, die zuvor auf mindestens die Maße zugeschnitten worden ist, die der Abwicklung des inneren Zylindermantels (2) in die Ebene entspricht, in die Form des gewünschten inneren Zylindermantels gebogen wird und durch hitzebeständige Befestigungs- und Haltemittel aus der Gruppe Fäden (6), Bänder, Kordeln (6), Klammern (19, 23), Steckschuhe (12), Anker (10), Ringe oder durch einen bei Raumtemperatur härtenden und im späteren betrieblichen Einsatz zu verkokenden Kleber in ihrer Lage fixiert wird,
über die beiden Enden des durch Schritt eins erzeugten inneren Zylindermantels (2) je eine Ringscheibe (7, 7') aus einem formstabilen, nicht biegsamen, hitzebeständigen Material, deren innerer Durchmesser dem Außendurchmesser des inneren Zylindermantels (2) und deren äußerer Durchmesser dem inneren Durchmesser des äußeren Zylindermantels (9) komplementär ist, höchstens soweit geschoben wird, daß die nach außen zeigende ebene Oberfläche der Ringscheiben mit den beiden Enden des inneren Zylindermantels bündig ist,
durch Aufwickeln von aufeinanderfolgenden Lagen eines hitzebeständigen Weichfilzes (14) auf den inneren Zylindermantel (2) des Hohlzylinders (1) der Raum zwischen den zwei Ringscheiben (7, 7') gefüllt wird und die Filzlagen (14) mittels hitzebeständiger Befestigungs- und Haltemittel (6) oder eines bei Raumtemperatur härtenden und im späteren betrieblichen Einsatz zu verkokenden Klebers fixiert werden,
um den aus den Filzwickellagen (14) und den diese seitlich begrenzenden Ringscheiben (7, 7') bestehenden zylindrischen Körper ein äußerer Zylinder mantel (9) aus einem flächigen, hitzebeständigen, formstabilen, biegsamen Material so gelegt wird, daß die radial nach außen weisenden Mantelflächen (8, 8') der endseitigen Ringscheiben (7, 7') mindestens zum Teil von diesem Zylindermantel (9) bedeckt sind,
der äußere Zylindermantel (9) durch hitzebeständige Befestigungs- und Haltemittel aus der Gruppe Fäden (6), Kordeln (6), Bänder, Klammern (19, 23), Steckbolzen (10), Steckschuhe (12) in seiner Form gehalten und an den Ringscheiben (7, 7') verankert wird,
wobei als hitzebeständige Materialien, Materialien aus der Gruppe nicht graphitischer Kohlenstoff, Graphit, Metall, Keramik verwendet werden, die eine verformungsfreie Dauertemperaturbeständigkeit in einer nicht oxidierenden, mindestens 500°C heißen Atmosphäre haben und wobei mindestens eine der Strukturkomponenten des Hohlzylinders aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit besteht.

12. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils bei Temperaturen von maximal 200°C die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden
in einem ersten Schritt zur Schaffung eines inneren Zylindermantels (2) eine formstabile, biegsame Folie aus einem hitzebeständigen Material, die zuvor auf mindestens die Maße zugeschnitten worden ist, die der Abwicklung des inneren Zylindermantels (2) in die Ebene entspricht, in die Form des gewünschten inneren Zylindermantels gebogen wird und durch hitzebeständige Befestigungs- und Haltemittel aus der Gruppe Fäden (6), Kordeln (6), Bänder, Klammern (19, 23), Steckschuhe (12), Ringe oder durch einen bei Raumtemperatur härtenden und im späteren betrieblichen Einsatz zu verkokenden Kleber in ihrer Lage fixiert wird,
über eins der beiden Enden des durch Schritt eins geschaffenen inneren Zylindermantels (2) eine erste Ringscheibe (7) aus einem hitzebeständigen, formstabilen, nicht biegsamen Material, deren innerer Durchmesser dem Außendurchmesser des inneren Zylindermantels (2) und deren äußerer Durchmesser dem inneren Durchmesser des äußeren Zylindermantels (9) komplementär ist, höchstens soweit geschoben wird, daß die nach außen weisende ebene Oberfläche dieser Ringscheibe (7) mit dem Ende des Zylindermantels (2) auf ihrer Seite bündig ist und der innere Zylindermantel (9) mittels hitzebeständiger Befestigungsmittel wie Steckbolzen (10) oder -Anker (10) oder mittels eines bei Raumtemperatur härtenden und im späteren betrieblichen Einsatz zu verkokenden Klebers mit der Ringscheibe verbunden wird,
um die erste Ringscheibe (7) aus einem flächigen, formstabilen, biegsamen, hitzebeständigen Material zur Bildung eines Hohlzylinders (1) ein äußerer Zylindermantel (9) von der gleichen Länge wie der innere Zylindermantel (2) so gelegt wird, daß die äußere Mantelfläche (8) der ersten Ringscheibe (7) mindestens zum Teil von dem äußeren Zylindermantel (9) bedeckt ist,
der äußere Zylindermantel (9) mittels hitzebeständiger Befestigungsmittel wie Steckbolzen (10) oder -Anker (10) an der ersten Ringscheibe (7) fixiert und durch hitzebeständige Befestigungs- und Haltemittel wie Fäden (6), Kordeln (6), Klammern (19, 23) oder Steckschuhe (12) in dem durch den Außendurchmesser der ersten Ringscheibe (7) vorgegebenen Durchmesser gehalten wird,
der von der ersten Ringscheibe (7) und den Mänteln (2, 9) des Hohlzylinders (1) eingeschlossene Raum mit den Maßen des Hohlzylinders (1) komplementären Lochscheiben (18) aus hitzebeständigem Weichfilz oder aus Wirrlagen aus hitzebeständigen Fasern soweit gefüllt wird, daß der Platz für die den Hohlzylinder (1) auf der offenen Seite später verschließenden zweiten Ringscheibe (7') frei bleibt,
in das Ende des Ringraumes des Hohlzylinders (1) eine diesem Ringraum maßlich angepaßte zweite Ringscheibe (7') so eingesetzt wird, daß der äußere Zylindermantel (9) des Hohlzylinders (1) die nach außen weisende (8') und der innere Zylindermantel (2) des Hohlzylinders (1) die nach innen weisende Zylindermantelfläche der zweiten Ringscheibe (7') mindestens zum Teil überdeckt,
der äußere Zylindermantel (9) und der innere Zylindermantel (2) mit der zweiten Ringscheibe (7') mittels hitzebeständiger Steckbolzen (10) oder -Anker (10) verbunden wird,
wobei als hitzebeständige Materialien, Materialien aus der Gruppe nicht graphitischer Kohlenstoff, Graphit, Metall, Keramik verwendet werden, die eine verformungsfreie Dauertemperaturbeständigkeit in einer nicht oxidierenden, mindestens 500°C heißen Atmosphäre haben und mindestens eine der Struktur komponenten des Hohlzylinders (1) aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit besteht.

13. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach Patentanspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaffung des inneren Zylindermantels (2) des Hohlzylinders (1) ein Verbundwerkstoff aus nicht graphitischem Kohlenstoff und aus Graphit verwendet wird, der aus einer dünnen Lage aus mit Kohlenstoff fasern verstärktem Kohlenstoff, die mindestens auf einer Seite mit einer Lage aus einer Folie aus flexiblem Graphit (4) fest verbunden ist, besteht und daß der Verbundwerkstoff so plaziert wird, daß sich stets eine Lage Graphitfolie (4) auf der konkaven Seite des Innenmantels (2) des Hohlzylinders befindet.

14. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach Patentanspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaffung des inneren Zylindermantels (2) des Hohlzylinders (1) ein mit Kohlenstoffasern ver stärkter Verbundwerkstoff mit Kohlenstoffmatrix in nicht graphitischem oder in graphitiertem Zustand verwendet wird.

15. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach Patentanspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaffung des inneren Zylindermantels (2) des Hohlzylinders (1) ein Blech aus der Gruppe der Metalle Molybdän, Wolfram verwendet wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach einem der Patentansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als den Hohlzylinder (1) endseitig begrenzende Ring scheiben (7, 7'), Ringscheiben (7, 7') aus einem Material aus der Gruppe Hartfilz und Schaumstoff aus nichtgraphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit ver wendet werden.

17. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach einem der Patentansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaffung des äußeren Zylindermantels (9) des Hohlzylinders (1) ein mit Kohlenstoffasern verstärkter Verbundwerkstoff mit Kohlenstoffmatrix aus nicht graphitischem Kohlenstoff oder aus Graphit verwendet wird.

18. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach einem der Patentansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaffung des äußeren Zylindermantels (9) des Hohlzylinders (1) Folien, Bleche oder Gitterstrukturen aus der Gruppe der metallischen Werkstoffe Eisen, Nickel, Stahl, Edelstahl verwendet werden.

19. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach einem der Patentansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaffung des äußeren Zylindermantels (9) des Hohlzylinders (1) Mineral- oder Glasfasern ent haltende Gitterstrukturen und Gewebe verwendet werden.

20. Verfahren zur Herstellung eines Hohlzylinders nach einem der Patentansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden der den Hohlzylinder (1) bildenden Teile Verbindungs- und Befestigungsmittel aus der Gruppe Steckbolzen (10), -Anker (10), Klammern (19, 23), Steckschuhe (12) aus mit Kohlenstoffasern verstärktem Kohlenstoff verwendet werden.