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Durch Naßverfilzung hergestellter mehrschichtiger, metallfreier Faserstoff-Formkörper
für Isolierungen Die EIrfindun;g bezieht sich auf einen durch 1\'aßverfilzung unter
Absetzen oder Absaugen von wäßrigen haserstoffaufschlämmungen hergestellten metallfreien,
rohrförmigen Hohlkörper, der für Isolierungen vorteilhaft _1nwendung findet.
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Man hat schon ,vorgeschlagen, Isolierkörper, wie Filze, Pappei, Formstücke
od. dgl., aus weichen anorganischen Faserstoffen, wie Schlackenwolle, durch Aufschlämmen
und Absetzen auf durchlässigen Unterlagen, vorzugsweise unter Benutzung von Binde-
bzw. Kittstoffen, herzustellen .und diese anschließend einer Formgebung unter Vermeidung
einer Verdichtung zu unterwerfen. Zu diesem Zweck wurde Mineralwolle mit Wasser
aufgeschlämmt, auf etin Sieh bzw. Filter der gewünschten Form aufgei>racht und dann
Binde- und Kittstoffe zugeführt, die dank der Saugwirkung des Filters in die lflineralwolle
eingesaugt werden. Der Zusatz von Bindemitteln bedingt aber eine Schwindung und
unerwünschte Verdichtung der Faserstoff-Forcnteile, weswegen bei den bekanntgewordenen
Verfahren, um eine ausreichende Isolierwirkung zu erzielen, diese verdichtende Wirkung
durch Zusatz von Treibmitteln und aufibläbenden
Substanzen, wie
Wasserstoffsuperoxyd, Alkalicarbonaten usw., kompensiert werden muß.
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Aus der Beschreibung dieses Verfahrens geht also eindeutig hervor,
daß die Anwendung von Bindemitteln mit gewissen Nachteilen verknüpft ist, die durch
besondere zusätzliche Maßnahmen wieder aufgehoben werden müssen, um die gewünschte
Isolienwirkung zu erzielen.
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Nach der bekannten Arbeitsweise hat man auch schon vorgeschlagen,
den Formkörper mehrschichtig herzustellen, wobei aber der Unterschied zwischen den
Schichten nur in dem mehr oder weniger großen Gehalt an Binde- und Kittstoffen bei
den einzelnen Querschnittzonen besteht. Soweit dort von verschiedenartigen Faserstoffen
organischer oder anorganischer Natur die Rede ist, umfaßt der Vorschlag nur Mischungen
solcher Stoffe, so daß also der Stoffverband als solcher hinsichtlich der Faserzusammensetzung
über den Querschnitt als homogen betrachtet wenden muß. Schließlich ist bei der
bekannten Isolierkörperform offenbar wegen der zu geringen eigenen Festigkeit ein
besonderer Überzug aus @artfre,mden Stoffen ohne nennenswerte Isolierfähigkeit vorgesehen,
wie z. B. Beton, Gips u. dgl. Insgesamt läßt der bekannte Vorschlag erkennen, daß
sehr umständliche und kostspielige, einander in ihrer Wirkung aufhebende Maßnahmen
für notwendig gehalten werden, um ein Endprodukt zu erhalten, welches jedoch aus
den genannten Gründen den Forderungen auf Wirtschaftlichkeit und- 1so'lierfähigkeit
nach dem heutigen Stande der Technik nicht entspricht.
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Es wurde nun gefunden, daß ein allen Anforderungen genügender Isolierkörper
hergestellt werden kann, wenn auf die Beigabe von Bindemitteln ganz verzichtet wird.
Der erfindungsgemäße Vorschlag ist dadurch gekennzeichnet, daß ohne jegliche Anwendung
von ,Bindemitteln oder sonstigen Zusätzen auf eine innere Faserschicht aus anorganischen
Fasern, z. @B. Schlackenwolle, eine äußere Faserschicht aus organischen Fasern,
z. B. Zellstoff oder Holzfasern, unmittelbar aufgesaugt ist, wobei beide Faserarten
konzentrische Schichten bilden, so daß die äußere verhältnismäßig dünne rohrförmige
Faserschicht die innere, die Höhe der Isolierwirkung hauptsächlich bedingende dickere
Schicht aus anorganischen Fasern als widerstandsfähiger steifer Rohrkörper fest
umhüllt.
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Während man also bisher der Meinung war, und auch der bekannte Stand
der Technik (s. österreichische Patentschrift 151 985) zwingt zu dieser Auffassung,
@daß die Anwendung von Bindemitteln bei der Herstellung derartiger mantelloser Isolierungen
zur Erzielung ausreichender Festigkeitseigenschaften unumgänglich notwendig ist,
wurde erkannt, daß man weit bessere Ergebnisse erzielen kann, wenn man die Bindemittel
und die dadurch bedingten Komplikationen gänzlich ausschaltet. Es ergab sich hierbei
die überraschende Tatsache, daß die ohne Bindemittel hergestellten Isolierkörper
nicht nur hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaft vollkommen genügen, sondern
auch hinsichtlich ihrer Isolierwirkung den bekannten Erzeugnissen, bezogen auf Stoffe
-gleichen Rauminhalts, nicht unwesentlich überlegen sind.
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Diese Überlegenheit ergibt sich u. a. aus dem Aufbau des Isolierkörpers
aus zweierlei Faserschichten, nämlich einer inneren, verhältnismäßig dicken anorganischen
Faserschicht, .die im wesentlichen die Aufgabe der Isolierung erfüllt und sehr hitzebeständig
ist, sowie einer darüberliegenden organischen .Faserschicht, die als fester Stützkörper
dient, daneben aber auch auf Grund ihrer Art und Struktur eigenes Isoliervermögen
besitzt.
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Das Isoliervermögen beruht ferner ganz wesentlich auf der Art der
Ablagerung der einzelnen Fasern bzw. Faserarten in Form von konzentrischen Schichten
um den zu isolierenden Rohrkörper. Diese konzentrische Schichtung bedingt einen
Verlauf der Fasern senkrecht zu dem radial verlaufenden Wärmestrom. Es entsteht
somit gegen den Wärmedurchgang der größtmögliche Widerstand, da etwaige Hohlräume
bzw. Kanäle in Richtung des Wärmestromes durch die senkrecht zu demselben verlaufenden
Fasern wiederholt unterbrochen werden. Im Gegensatz hierzu entstehen bei der Herstellung
derartiger Schalen nach dem Stopfverfahren zwischen Drahtgeflechten keine derartig
bevorzugten günstigen Faserlagerungen. Die nach dem Stopfverfahren gefüllten Isöl,ierscha:len
sind daher wesentlich ungünstiger, zumal sie auch von einem stützenden Metallgeflecht
umgeben sein müssen.
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Der Aufbau des Isolierkörpers aus konzentrischen Schichten beschränkt
allerdings die Anwendung auf zylindrische, prismatische oder älinliche, gefüllte,
regelmäßige Rolirformkörper, bei denen die Mittelachse mit der \'littellimie des
zu isolierenden Körpers annähernd zusammenfällt.
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Die neue Isolierschale bedingt aber auch erhebliche Vorteile in fabrikatonischer
Hinsicht, da der Isolierkörper aus anorganischen Fasern und der darumliegende Stützkörper
aus organischen Fasern in einfacher Weise nach dem Brei-Saugverfahren, unter Benutzung
einer entsprechenden Saugform, übereinander abgesetzt werden. Diese Herstellungsweise
gestattet die laufende maschinelle Fertigung ohne Einsatz von Handarbeit und gewährleistet
daher eine große Gleichmäßigkeit und damit ein ganz konstantes Isoliervermögen für
jeden Abschnitt. Bei den Verfahren zur Herstellung derartiger Faserstoffisolierkörper
wird gemäß der Erfindung so vorgegangen, daß auf einer Absetzvorrichtung, bestehend
aus einem inneren, grob gelochten Rohr mit darüber angeordnetem fein gelochtem Rohr
oder feinmaschigem Sieb, -durch ständiges Drehen in einem mit der Faseraufschlämmung
gefüllten Behälter mittels Vakuum oder Ableitung des Schlammwassers fortlaufend
gut verfilzte Schichten der anorganischen Faserart abgelagert wenden, bis die gewünschte
Dicke der inneren Isolierstoff-Schicht erreicht ist und sodann durch Wechseln der
Faseraufschlämmung weitere, die äußere Umhüllung bildende Schichten der anderen,
organischen
Faserart unmittelbar darüber abgesetzt werden, worauf
nach dein Trocknen ein ausreichend formfester Isolierkörper entsteht, bei dem weder
irgendwelche Binde- oder Imprägnierungsmittel noch sonstige verfestigende Um@mantelungsstoffe
notwendig sind.
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Bei dem neuen Verfahren wird die Verfestigung der die Außenhülle bildenden
organischen Fasern durch die bei der Papierherstellung bekannte Quellungsverklebung
der Faser untereinander erzielt, die, wie sich ergeben hat, zu einer genügenden
Festigkeit vollkommen ausreichend ist, wie sie auch bei der Papierherstellung die
alleinige Verbandsfestigkeit bedingt. Diese Verklebewirkung besteht natürlich nur
bei der äußeren Schale aus organischen Fasern, während der innere Faserstoffteil
aus anorganischen Fasern nur durch Verfilzung in einer für den inneren Kern ausreichenden
Weise zusammengehalten wird. Das Fehlen der Bindemittel wirbt sich auch insofern
günstig aus, als eine Anwesenheit derselben stets mit einer Erhöhung des Gewichtes
verbunden ist, ohne die Isolierfähigkeit, die allein von der Aufteilung der Luft
in kleine Hohlräume abhängt, entsprechend zu verbessern. Hinzu kommt, daß die Anwendung
der Bindemittel die Herstellungskosten vergrößert und auch das Herstellung.sverfaliren
kompliziert.
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Die erfindungsgemäßen Isolierkörper lieben unter Berücksichtigung
ihrer hohen Eigenfestigkeit und in Anbetracht ihrer damit verbundenen Dichte eine
außerordentlich geringe Wärmeleitfähigkeit.
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Bei der Verarbeitung der erfindungsgemäßen rohrförmigen Isolierkörper
können diese an einer Seite aufgeschnitten und vermöge ihrer Elastizität, die wiederum
auf das Fehlen der versprödenden Bindemittel oder Umhüllungsstoffe zurückgeführt
werden kann, einfach aufgebogen und über das zu isdlierende Rohrteil gesetzt werden.
Nach der Verlegung ist dann nur eine Schlitzfläche zu verkleben und zu verdichten.
Somit bedingt die erfindungsgemäße Isolierschale auch Vorteile bei der Anwendung
derselben durch Vereinfachung der Verlegung. Es ist natürlich auch ohne weiteres
möglich, den rohrförmigen Formkörper in zwei oder mehr Segmente, z. B. durch Sägen,
zu unterteilen, wobei eine sehr einfache Aufteilung durch schnellaufende Werkzeuge,
z. B. Bandsägen, Kreissägen, möglich ist. Infolge der Glätte der dabei erzielten
Schnittfläche ist eine fugendichte Abdichtung derselben nach der Zusammensetzung
leicht möglich. Soweit ein besonderer Schutz gegen Witterungseinflüsse erwünscht
ist, gestattet der neue Isolierkörper die Anbringung eines festhaftenden Anstriches
mittels bekannter Lacke oder Anstrichmittel, die auf der organischen Faserstoffsohicht
sehr gut haften.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Isolierkörpern gemäß
der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Längsschnitt
durch einen Isolierkörper, Abb. 2 einen senkrechten Querschnitt durch den Isolierkörper
nach Abb. i, Abb. 3 eine Draufsicht auf einen Isolierkörper im aufgeschnittenen
Zustand; Abb. 4 eine Draufsicht auf dem gleichen Isolierkörper im zusammengesetzten
aufmontierten Zustand, Abb. 5 eine Draufsicht auf eine Halbschale, Abb. 6 den Faserverlauf
in einem Isolierkörper gemäß der alten Herstellungsweise, Abb. 7 den Faserverlauf
in einem Isolierkörper gemäß der neuen Herstellungsweise.
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Hierbei bedeuten a das zu isolierende Rohr, b die innere Schicht aus
anorganischen Fasern, c die äußere Hülle aus organischen Fasern, die mit einen Lacküberzug
versehen sein kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.3 ist die Schale aufgeschnitten,
so daß sie über das Rohr gesteckt werden kann. Aus der Abb. 4 ist ersichtlich, wie
nach dem Zusammenbiegen der Schalen der Schlitz durch ein Klebeband d geschlossen
ist.
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Die in Abb. 5 dargestellte, durch Aufsägen eines Rohrstückes gewonnene
Häfbschale besteht ebenfalls aus einem inneren Isolierkörper e aus anorganischen
Fasern und der äußeren Hülle f aus organeschen Fasern.
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In Abb. 6 ist der Faserverlauf zu erkennen, wie er bei den bekannten
Ausführungen durch Ausstopfen einer Hülle entsteht. Die Fasern liegen dort wirr
bzw. flockenförmig durcheinander, so daß keine einheitliche Struktur mit günstiger
Faserrichtung quer zum Wärmestrom erzielt ist. Diese günstige Faserstruktur,ist
aus Abb. 7 zu erkennen, bei der die Fasern regelmäßige konzentrische Schichten bilden.