EP2852801A1 - Thermal insulation body and method for the production thereof - Google Patents

Thermal insulation body and method for the production thereof

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EP2852801A1
EP2852801A1 EP13725339.9A EP13725339A EP2852801A1 EP 2852801 A1 EP2852801 A1 EP 2852801A1 EP 13725339 A EP13725339 A EP 13725339A EP 2852801 A1 EP2852801 A1 EP 2852801A1
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EP
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EP13725339.9A
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Bodo Benitsch
Sinisa Milovukovic
Robert Hauser
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Abstract

A thermal insulation body consisting of a material comprising carbonized fibres and/or graphitized fibres, in particular for lining a high-temperature furnace, is assembled from at least two individual parts, wherein at least two assembled individual parts each have at least one connecting element and the connecting elements of the at least two assembled individual parts interengage positively to form an undercut.

Description

Wärmeisolationskörper und Verfahren zu dessen Herstellung  Heat insulating body and method for its production
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeisolationskörper aus einem carbo- nisierte Fasern und/oder graphitierte Fasern umfassenden Werkstoff, wie insbesondere Hartfilz, insbesondere zum Auskleiden eines Hochtemperaturofens, wobei der Wärmeisolationskörper aus wenigstens zwei Einzelteilen zusammengefügt ist. Hochtemperaturprozesse, welche beispielsweise bei über 800°C unter inerter Atmosphäre ablaufen, stellen hohe thermische und mechanische Anforderungen an die verwendeten Isolierwerkstoffe. Als Werkstoff für Isolierkörper, welche z.B. einen Innenraum eines Hochtemperaturofens auskleiden und damit die Heizkammer von der gekühlten Außenwand trennen, werden häufig carbonisierte und gegebenenfalls graphitierte Filze eingesetzt. Gegenüber der Herstellung eines Wärmeisolationskörpers an einem Stück, was beispielsweise durch Wickeln von ungehärteten, harzimprägnierten Filzlagen auf einen Dorn und anschließendes Aushärten des Filzmaterials erfolgen kann, bietet die Herstellung eines Wärmeisolationskörpers aus mehreren Einzelteilen den Vorteil eines geringeren Rohstoff- Verschnitts sowie einer effizienteren Hochtemperatur-Nachbehandlung des Filzmaterials. The present invention relates to a heat insulating body made of a carbonized fibers and / or graphitized fibers comprising material, in particular hard felt, in particular for lining a high temperature furnace, wherein the heat insulation body is assembled from at least two individual parts. High-temperature processes, which occur, for example, at over 800 ° C under an inert atmosphere, place high thermal and mechanical demands on the insulating materials used. As a material for insulating bodies, which e.g. lining an interior of a high-temperature furnace and thus separate the heating chamber from the cooled outer wall, often carbonized and possibly graphitized felts are used. Compared to the production of a heat insulating body in one piece, which can be done for example by winding unhardened, resin impregnated felt layers on a mandrel and then curing of the felt material, the production of a heat insulating body of several items offers the advantage of a lower raw material blend and a more efficient high temperature aftertreatment of the felt material.
Aus der EP 1 852 252 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von hochtemperaturbeständigen Isolierkörpern bekannt, bei welchem u.a. mehrere gekrümmte Seg- mente aus einem auf einem auf eine Dichte zwischen 0,02 und 0,3 g/cm3 verdichteten Graphitexpandat basierten Werkstoff zu einem hohlzylindrischen Bauteil zusammengesetzt werden. Der Zusammenhalt der einzelnen Segmente wird dabei durch einen carbonisierbaren Binder gewährleistet, welcher flächige anisotrope Graphitpartikel enthält. An der Innenfläche des hohlzylindrischen Isolierkörpers wird ferner eine Graphitfolie angeordnet. EP 1 852 252 B1 discloses a method for producing high-temperature-resistant insulating bodies, in which, inter alia, a plurality of curved segments are formed from a material based on a graphite expanded material compressed to a density between 0.02 and 0.3 g / cm 3 hollow cylindrical component are assembled. The cohesion of the individual segments is ensured by a carbonizable binder, which areal anisotropic Contains graphite particles. On the inner surface of the hollow cylindrical insulating body, a graphite foil is further arranged.
In der WO 201 1/106580 A2 wird ein aus einem Kohlenstofffasermaterial hergestellter Isolierkörper für einen Reaktor offenbart, der aus mehreren plattenartigen Einzelbauteilen zusammengesetzt ist. Die Einzelbauteile können durch "Nut-und- Feder"-Steckverbindungen unter Verwendung weiterer Verbindungselemente gekoppelt sein. WO 201 1/106580 A2 discloses an insulator made of a carbon fiber material for a reactor, which is composed of a plurality of plate-like individual components. The individual components may be coupled by "tongue-and-groove" connectors using further connectors.
Ein Problem bei den bekannten, aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Wärmeisolationskörpern besteht jedoch darin, dass an den Übergangsstellen zwischen aneinandergrenzenden Einzelteilen, d.h. an den Fügeflächen, die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Bauteils nicht aufrechterhalten werden können. Dies gilt selbst dann, wenn die Einzelteile miteinander verklebt sind oder ineinandergreifen. Somit besteht die Gefahr, dass durch die Übergangs- stellen Wärmeleitungsverluste auftreten und die mechanische Stabilität geschwächt wird, was grundsätzlich unerwünscht ist. Um entsprechende Wärmeleitungsverluste zu verhindern und die mechanische Stabilität aufrechtzuerhalten, können an den Fügeflächen zusätzliche Elemente aus Graphit, aus kohlenstofffa- serbasierten Verbundwerkstoffen oder aus Metall vorgesehen werden. Hierdurch kommt es jedoch zu Materialanhäufungen und/oder zu einer Ansammlung von unterschiedlichen Materialien, was mit einem hohen Aufwand und dementsprechend erhöhten Herstellungs- und Lagerkosten verbunden ist. Außerdem werden aufgrund der konstruktiven Trennung von mechanischer Stabilität und thermischer Beständigkeit die Materialeigenschaften der einzelnen Bauteile lokal nicht in opti- maier Weise ausgenutzt. However, a problem with the known multi-piece heat insulating bodies is that at the junctions between adjacent individual parts, i. at the joining surfaces, the mechanical and thermal properties of the component can not be maintained. This is true even if the items are glued together or interlock. Thus, there is the danger that heat transfer losses occur due to the transition points and the mechanical stability is weakened, which is fundamentally undesirable. In order to prevent corresponding heat conduction losses and to maintain the mechanical stability, additional elements made of graphite, of carbon fiber-based composite materials or of metal may be provided on the joining surfaces. However, this leads to accumulations of material and / or an accumulation of different materials, which is associated with a high cost and correspondingly increased manufacturing and storage costs. In addition, due to the structural separation of mechanical stability and thermal resistance, the material properties of the individual components are not optimally exploited locally.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen einfach und kostengünstig aus mehreren Einzelteilen herstellbaren Wärmeisolationskörper anzugeben, welcher auch in den Übergangsbereichen zwischen den verschiedenen Einzelteilen eine zuverlässige Isolierwirkung sowie eine ausreichend hohe mechanische Stabilität aufweist. It is therefore an object of the invention to provide a simple and inexpensive to produce from several items heat insulation body, which also in the transition areas between the various items a Reliable insulation and a sufficiently high mechanical stability.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Wärmeisolationskörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere durch einen Wärmeisolationskörper aus einem carbonisierte Fasern und/oder graphitierte Fasern umfassenden Werkstoff, insbesondere zum Auskleiden eines Hochtemperaturofens, wobei der Wärmeisolationskörper aus wenigstens zwei Einzelteilen zusammengefügt ist, wobei wenigstens zwei zusammengefügte Einzelteile jeweils mindestens ein Verbindungselement aufweisen und die Verbindungselemente der wenigstens zwei zusam- mengefügten Einzelteile unter Ausbildung einer Hinterschneidung zumindest formschlüssig oder gar form- und kraftschlüssig ineinandergreifen. The object is achieved by a heat insulating body with the features of claim 1 and in particular by a heat insulating body comprising carbonized fibers and / or graphitized fibers material, in particular for lining a high temperature furnace, wherein the heat insulation body is assembled from at least two individual parts, wherein at least two assembled individual parts each have at least one connecting element and the connecting elements of the at least two assembled individual parts with the formation of an undercut at least form-fitting or even interlocking positive and non-positive.
Erfindungsgemäß sind an wenigstens zwei zusammengefügten Einzelteilen jeweils mindestens ein Verbindungselement vorgesehen - also zumindest an einzel- nen Abschnitten der Fügeflächen, an welchen die Einzelteile zusammengefügt sind - Verbindungselemente vorgesehen, welche unter Ausbildung einer Hinterschneidung zumindest formschlüssig ineinandergreifen. Aufgrund der Hinterschneidung werden die Einzelteile an den sich berührenden Fügeflächen - vorzugsweise in 5 der 6 orthogonal aufeinander stehenden Raumrichtungen - sicher zusammengehalten und können auch unter den Einsatzbedingungen in einemAccording to the invention, in each case at least two connecting elements are provided on at least two assembled individual parts-that is, at least at individual sections of the joining surfaces on which the individual parts are joined together-connecting elements are provided which engage one another at least in a form-fitting manner to form an undercut. Due to the undercut, the items are held together securely on the mating joining surfaces - preferably in 5 of the 6 mutually orthogonal spatial directions - and can also under the conditions of use in one
Hochtemperaturofen nicht mehr getrennt werden. Auf eine aufwändige Verklebung der Einzelteile kann somit verzichtet werden. Die Bewegung in die 6. Raumrichtung wird vorzugsweise über eine kraftschlüssige Verbindung gehemmt. Auch eine Bereitstellung von zusätzlichen Verstärkungselementen, wie Stahlbändern, kann so entfallen, wodurch die Herstellungs- und Lagerkosten beträchtlich gesenkt werden können. Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Hinterschneidung eine Barriere gegen Wärmeleitungsverluste an den Fügeflächen bildet und somit auch zusätzliche Isolierbauteile zur Überdeckung der Fugen eingespart werden können. Da keine Häufung von unterschiedlichen Werkstoffen auftritt, können zudem Unstetigkeiten hinsichtlich der maßgeblichen Materialeigenschaften, wie Wärmeleitfähigkeit, Dichte, Druckfestigkeit oder Biegefestigkeit, zuverlässig vermieden werden. Daher ermöglicht die Erfindung einen einfach herzustellenden, selbsttragenden und hinsichtlich der maßgeblichen Materialparameter homogenen Wärmeisolationskörper, welcher aufgrund des Aufbaus aus Einzelteilen leicht an unterschiedliche Anwendungsvorgaben, z.B. an unterschiedliche Ofengeometrien, angepasst werden kann. High-temperature furnace can no longer be separated. An elaborate bonding of the items can thus be dispensed with. The movement in the 6th spatial direction is preferably inhibited via a non-positive connection. A provision of additional reinforcing elements, such as steel strips, so can be omitted, whereby the manufacturing and storage costs can be reduced considerably. Another particular advantage of the invention is that the undercut forms a barrier against heat conduction losses at the joint surfaces and thus additional insulating components can be saved to cover the joints. Because no accumulation of different materials In addition, discontinuities with regard to the relevant material properties, such as thermal conductivity, density, compressive strength or flexural strength, can be reliably avoided. Therefore, the invention enables a simple to manufacture, self-supporting and homogeneous with respect to the relevant material parameters heat insulation body, which can be easily adapted to different application specifications, eg to different furnace geometries due to the structure of individual parts.
Vorzugsweise werden die Einzelteile an den sich berührenden Fügeflächen in 5 der 6 orthogonal aufeinander stehenden Raumrichtungen zumindest formschlüs- sig zusammengehalten. Eine Bewegung in der 6. Raumrichtung wird vorzugsweise durch eine rein kraftschlüssige Verbindung gehemmt. Preferably, the individual parts are held together at least in the form-fitting manner at the contacting joining surfaces in 5 of the 6 mutually orthogonal spatial directions. A movement in the sixth spatial direction is preferably inhibited by a purely non-positive connection.
Um eine besonders hohe Stabilität des Wärmeisolationskörpers zu erzielen, ist es bevorzugt, dass alle Einzelteile, aus denen der Wärmeisolationskörper zusam- mengefügt ist, jeweils mindestens ein Verbindungselement aufweisen, wobei die Verbindungselemente von jeweils mindestens zwei zusammengefügten Einzelteilen unter Ausbildung einer Hinterschneidung ineinandergreifen. In order to achieve a particularly high stability of the heat insulation body, it is preferred that all individual parts of which the heat insulation body is joined together each have at least one connecting element, wherein the connecting elements of at least two assembled individual parts interlock to form an undercut.
Vorzugsweise sind die Einzelteile ausschließlich mittels der Verbindungselemente zusammengefügt, d.h. es werden keine Verklebungen, Verklammerungen oder dergleichen eingesetzt. Dadurch werden Fremdmaterialien in dem Wärmeisolationskörper vermieden, die zu unerwünschten Unstetigkeiten der Materialeigenschaften und zu Wärmeleitungsverlusten führen können. Bevorzugt greifen die Verbindungselemente der wenigstens zwei zusammengefügten Einzelteile zusätzlich unter Ausbildung eines Presssitzes kraftschlüssig ineinander. Durch den Presssitz wird zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung auch eine kraftschlüssige Verbindung geschaffen, welche die Stabilität der Verbindung gegenüber einem unbeabsichtigten Trennen weiter erhöht. Eine sol- che Kombination aus formschlüssiger und kraftschlüssiger Verbindung ergibt eine Fügung, welche selbst bei hoher thermischer und mechanischer Beanspruchung einen zuverlässigen und dauerhaften Zusammenhalt der betreffenden Einzelteile gewährleistet. Die Verbindungselemente der wenigstens zwei zusammengefügten Einzelteile sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung direkt an die Einzelteile des Wärmeisolationskörpers angeformt. D.h. die Verbindungselemente bilden jeweils einen integralen Bestandteil des betreffenden Einzelteils des Wärmeisolationskörpers. Somit kann auf das kostspielige Anbringen zusätzlicher Bauteile ver- ziehtet werden. Außerdem ist die Festigkeit der Fügung besonders hoch, wenn zwischen den Einzelteilen und den zugehörigen Verbindungselementen eine stoffschlüssige Verbindung besteht. Preferably, the individual parts are joined together exclusively by means of the connecting elements, ie no gluing, clamping or the like are used. As a result, foreign materials are avoided in the heat insulating body, which can lead to undesirable discontinuities of the material properties and heat conduction losses. Preferably, the connecting elements of the at least two assembled individual parts engage in one another in a non-positive manner while forming a press fit. The interference fit, in addition to the positive connection and a frictional connection is created, which further increases the stability of the connection against unintentional disconnection. A sol- Combination of positive and non-positive connection results in a joint, which ensures a reliable and permanent cohesion of the items in question even with high thermal and mechanical stress. The connecting elements of the at least two assembled individual parts are molded directly to the individual parts of the heat insulation body according to a preferred embodiment of the invention. That is, the connecting elements each form an integral part of the relevant item of the heat insulation body. Thus, the costly attachment of additional components can be avoided. In addition, the strength of the joint is particularly high when there is a material connection between the individual parts and the associated connecting elements.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin- dung ist wenigstens eines der Einzelteile und sind bevorzugt alle Einzelteile einschließlich der Verbindungselemente aus einem homogenen und aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzten Filz gefertigt. Derartige Filze weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit und gleichzeitig eine hohe mechanische Festigkeit auf, so dass sie sich als Werkstoff für Wärmeisolierungen in Hochtemperaturumgebungen in besonderer weise eignen. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, at least one of the individual parts and preferably all individual parts, including the connecting elements, are made of a homogeneous felt composed of carbonized fibers and / or graphitized fibers. Such felts have a high temperature resistance and at the same time a high mechanical strength, so that they are particularly suitable as a material for thermal insulation in high-temperature environments.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass wenigstens eines der Einzelteile und bevorzugt alle Einzelteile einschließlich der Verbindungselemente aus jeweils dem gleichen Werkstoff, welcher bevorzugt ein aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzter, insbesondere imprägnierter, Weichfilz oder ein aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzter Hartfilz ist, gefertigt ist/sind. Dadurch werden unerwünschte Unstetigkeiten hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit oder der Festigkeit vermieden und es ist sichergestellt, dass über die Kontaktstellen zwischen zwei zusammengefügten Einzelteilen kein unerwünschter Wärmeverlust auftritt. Furthermore, it is preferred that at least one of the individual parts and preferably all individual parts, including the connecting elements, each consist of the same material, which preferably a, composed of carbonized fibers and / or graphitized fibers, in particular impregnated, soft felt or a carbonized fibers and / or graphitized fibers composite hard felt is, is / is made. This avoids unwanted discontinuities in thermal conductivity or strength and ensures that via the contact points between two assembled items no unwanted heat loss occurs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eines der Einzelteile und sind bevorzugt alle Einzelteile aus Filz mit einer Dichte zwischen 0,01 und 0,50 g/cm3, bevorzugt zwischen 0,10 und According to another preferred embodiment of the present invention is at least one of the individual parts and are preferably all items of felt with a density between 0.01 and 0.50 g / cm 3 , preferably between 0.10 and
0,25 g/cm3 und besonders bevorzugt zwischen 0,13 und 0,20 g/cm3 gefertigt. Filze mit derartigen Eigenschaften haben sich als besonders günstig zur Herstellung von Wärmeisolationskörpern der vorstehend beschriebenen Art erwiesen. Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eines der Einzelteile und sind bevorzugt alle Einzelteile aus Filz mit einer Dicke zwischen 5 und 500 mm, bevorzugt zwischen 20 und 250 mm und besonders bevorzugt zwischen 40 und 120 mm gefertigt. Filze mit derartigen Eigenschaften haben sich als besonders günstig zur Herstellung von Wärmeisola- tionskörpern der vorstehend beschriebenen Art erwiesen. 0.25 g / cm 3 and more preferably between 0.13 and 0.20 g / cm 3 made. Felts with such properties have proven to be particularly favorable for the production of heat insulating bodies of the type described above. According to yet another preferred embodiment of the present invention is at least one of the individual parts and are preferably all items made of felt with a thickness between 5 and 500 mm, preferably between 20 and 250 mm and more preferably between 40 and 120 mm. Felts with such properties have proven to be particularly favorable for the production of Wärmeisola- tion bodies of the type described above.
Weiterhin werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Stabilität und der Isolierwirkung erzielt, wenn wenigstens eines der Einzelteile und bevorzugt alle Einzelteile aus Filz gefertigt ist/sind, welcher aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzt ist, welche eine Länge von weniger als 10.000 mm, bevorzugt von weniger als 1 .000 mm und besonders bevorzugt von weniger als 100 mm aufweisen. Furthermore, particularly good results in terms of stability and insulating effect are achieved if at least one of the individual parts and preferably all individual parts is made of felt, which is composed of carbonized fibers and / or graphitized fibers having a length of less than 10,000 mm, preferably less than 1, 000 mm and more preferably less than 100 mm.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, dass wenigs- tens eines der Einzelteile und bevorzugt alle Einzelteile aus Filz gefertigt ist/sind, welcher ein kohlenstoffhaltiges Bindemittel enthält. Grundsätzlich können für diesen Zweck alle bekannten Bindemitteln eingesetzt werden, wobei insbesondere mit Bindemitteln gute Ergebnisse erhalten werden, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus Phenolharzen, Pechen, Furanharzen, Phenylestern, Epoxidharzen und beliebigen Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen besteht. Filze mit derartigen Bindemitteln stellen besonders günstige Werkstoffe für Isolierungen dar. In a further development of the inventive concept, it is proposed that at least one of the individual parts and preferably all individual parts is made of felt which contains a carbon-containing binder. In principle, all known binders can be used for this purpose, in particular with binders good results being obtained, which are selected from the group consisting of phenolic resins, pitches, furan resins, phenyl esters, Epoxy resins and any mixtures of two or more of the aforementioned compounds. Felts with such binders are particularly favorable materials for insulation.
Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass wenigstens eines der Einzelteile und bevorzugt alle Einzelteile aus Filz gefertigt ist/sind, welcher eine gemäß der DIN 51936 gemessene Wärmeleitfähigkeit bei 2000°C von höchstens 1 ,5 W/(m-K) und bevorzugt von höchstens 0,8 W/(m-K) aufweist. Somit werden Wärmeleitungsverluste in Hochtemperaturanlagen in ausreichendem Maße verhindert. Furthermore, an advantageous embodiment of the present invention provides that at least one of the individual parts and preferably all individual parts is made of felt, which has a measured according to DIN 51936 thermal conductivity at 2000 ° C of at most 1, 5 W / (mK) and preferred of at most 0.8 W / (mK). Thus, heat conduction losses in high-temperature systems are sufficiently prevented.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eines der Einzelteile und sind bevorzugt alle Einzelteile des Wärmeisolationskörpers aus Filz gefertigt, welcher eine gemäß der DIN EN 658-3 gemessene Druckfestigkeit und/oder eine gemäß der DIN EN 658-2 und der According to another preferred embodiment of the present invention, at least one of the individual parts and preferably all individual parts of the heat insulation body are made of felt, which has a compressive strength measured according to DIN EN 658-3 and / or one according to DIN EN 658-2 and the
DIN 51910 gemessene Biegefestigkeit von mindestens 0,2 MPa, bevorzugt von mindestens 0,5 MPa und besonders bevorzugt von mindestens 0,8 MPa aufweist. DIN 51910 measured bending strength of at least 0.2 MPa, preferably of at least 0.5 MPa and more preferably of at least 0.8 MPa.
Desweiteren hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft erwiesen, den Wärmeisolationskörper als Hohlprofil und bevorzugt als Hohlzylin- der auszubilden. Ein solches Hohlprofil eignet sich in besonderem Maße zur Auskleidung der Heizkammer eines Hochtemperaturofens. Dabei wird die Heizkammer durch einen an ihren Innenwänden angeordneten hohlprofilartigen Wärmeisolationskörper gegenüber einem Wärmeverlust über die Innenwände geschützt. Hochtemperaturöfen weisen häufig eine zylindrische Heizkammer auf, welche durch einen in der Größe passenden wärmeisolierenden Hohlzylinder leicht durch Einsetzen des Hohlzylinders, z.B. über eine obere Öffnung, isoliert werden kann. Furthermore, it has proved to be advantageous in the context of the present invention to form the heat insulation body as a hollow profile and preferably as a hollow cylinder. Such a hollow profile is particularly suitable for lining the heating chamber of a high-temperature furnace. In this case, the heating chamber is protected by a arranged on its inner walls hollow profile-like heat insulation body against heat loss through the inner walls. High temperature furnaces often have a cylindrical heating chamber which is easily inserted through a size-matching heat-insulating hollow cylinder by insertion of the hollow cylinder, e.g. via an upper opening, can be isolated.
Vorzugsweise sind die Einzelteile flächig ausgebildet und bilden eine Wandung des Hohlprofils, wobei die Hinterschneidung jeweils quer zu einer Flächennormale der Wandung wirksam ist. Durch die quer zu der Flächennormale wirksame Hinterschneidung wird ein "Auseinanderreißen" der Wandung zuverlässig vermieden. Besonders bevorzugt ist die Hinterschneidung ausschließlich quer zu der Flächennormale der Wandung wirksam. Dies eröffnet die Möglichkeit, die jeweiligen Einzelteile in einer Richtung, in welcher die Hinterschneidung nicht wirksam ist, zusammenzuführen oder zusammenzustecken, wodurch die Montage vereinfacht wird. Preferably, the items are flat and form a wall of the hollow profile, wherein the undercut each transverse to a surface normal the wall is effective. By acting across the surface normal undercut a "tearing" of the wall is reliably avoided. Particularly preferably, the undercut is effective only transversely to the surface normal of the wall. This opens up the possibility of merging or assembling the respective individual parts in a direction in which the undercut is not effective, whereby the assembly is simplified.
Ferner wird es in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschlagen, wenigstens zwei der Einzelteile und bevorzugt alle Einzelteile des Wärmeisolationskör- pers mittels formschlüssig Schwalbenschwanzverbindungen zusammenzufügen. Schwalbenschwanzverbindungen können aufgrund der schrägen Flanken eines Zinkens eine kraftverstärkende Keilwirkung entfalten und bieten daher eine vergleichsweise hohe Festigkeit. Insbesondere können sie sowohl Querkräfte als auch Zugkräfte übertragen. It is further proposed in a further development of the concept of the invention to join at least two of the individual parts and preferably all individual parts of the heat insulating body by means of form-fitting dovetail connections. Dovetail joints can develop a force-enhancing wedge effect due to the sloping flanks of a tine and therefore offer a comparatively high strength. In particular, they can transmit both lateral forces and tensile forces.
Der Öffnungswinkel der Schwalbenschwanzverbindungen kann hierbei jeweils zwischen 5° und 85°, bevorzugt zwischen 15° und 75° und besonders bevorzugt zwischen 30° und 60° betragen. Derartige Öffnungswinkel haben sich als besonders günstig hinsichtlich der Verbindungsfestigkeit erwiesen. The opening angle of the dovetail connections may in each case be between 5 ° and 85 °, preferably between 15 ° and 75 ° and particularly preferably between 30 ° and 60 °. Such opening angles have proven to be particularly favorable in terms of connection strength.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Verbindungselemente als längliche Nuten und in diese passende Federn ausgeführt, welche zur Bildung der Hinterschneidung jeweils zueinander geneigte Flanken aufweisen. Durch das Vorsehen geneigter Flanken kann eine lediglich zur Auf- nähme von Querkräften geeignete "Nut-und-Feder"-Verbindung zu einer schwalbenschwanzähnlichen Verbindung mit Hinterschneidung erweitert werden, welche sowohl Querkräfte als auch Zugkräfte aufnimmt. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, dass der Winkel zwischen zwei gegenüberliegenden geneigten Flanken einer Feder bzw. einer Nut zwischen 15° und 30° und besonders bevorzugt zwischen 20° und 24° beträgt. Hierdurch lassen sich besonders stabile Verbindungen schaffen. Weiterhin beträgt das Verhältnis der Breite einer Feder zur Breite des zugehörigen Einzelteils bevorzugt zwischen 1 :1 ,5 und 1 :5 und besonders bevorzugt zwischen 1 :2 und 1 :3. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig hinsichtlich der thermischen und mechanischen Eigenschaften des gefertigten Wärmeisolationskörpers. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Nuten und die Federn in Längsrichtung gesehen abschnittsweise keine Hinter- schneidung und vorzugsweise auch keinen Pressitz bilden. Die Einzelteile können dann so zueinander versetzt zusammengeführt werden, dass die Hinterschnei- dungen gewissermaßen umgangen werden und erst bei einem Zurückversetzen der Einzelteile in zusammengeführtem Zustand wirksam werden. Hierdurch ist eine besonders einfache Montage möglich, denn die Wege, welche die beiden zu montierenden Teile relativ zueinander zurücklegen müssen, sind beträchtlich verkürzt. Besonders vorteilhaft ist das abschnittsweise Weglassen der Hinterschnei- dung bei einem zusätzlichen Einsatz einer Presspassung, durch deren Kraft- schluss eine zusätzliche Hemmwirkung erzeugt wird. Hier bewirken die verkürzten Wege auch einen verminderten Abrieb innerhalb der Presspassung. According to another embodiment of the present invention, the connecting elements are designed as elongated grooves and in these matching springs, which each have mutually inclined flanks to form the undercut. By providing inclined flanks, a "tongue-and-groove" connection suitable only for absorbing transverse forces can be expanded to a dovetail-like connection with an undercut, which absorbs both lateral forces and tensile forces. In a further development of the concept of the invention, it is proposed that the angle between two opposite inclined flanks of a spring or a groove be between 15 ° and 30 ° and particularly preferably between 20 ° and 24 °. This makes it possible to create particularly stable connections. Furthermore, the ratio of the width of a spring to the width of the associated item is preferably between 1: 1, 5 and 1: 5 and more preferably between 1: 2 and 1: 3. This embodiment is particularly favorable in terms of the thermal and mechanical properties of the manufactured heat insulation body. A further embodiment of the present invention provides that the grooves and the springs seen in the longitudinal direction in sections do not form an undercut and preferably also no press fit. The individual parts can then be brought together offset from one another in such a way that the undercuts are to a certain extent bypassed and take effect only when the individual parts are brought back together in the assembled state. As a result, a particularly simple assembly is possible, because the paths that have to cover the two parts to be assembled relative to each other, are considerably shortened. Particularly advantageous is the sectionwise omission of the undercut in the case of an additional use of a press fit, by means of which force closure an additional inhibiting effect is produced. Here, the shortened paths also cause a reduced abrasion within the press fit.
Die Nuten und die Federn definieren hierbei bevorzugt in regelmäßigen Abständen Bereiche ohne Hinterschneidung und vorzugsweise auch ohne Presssitz. Bei- spielsweise können entlang einer Einzelteilseite gesehen alle 150 mm bis 250 mm Bereiche ohne Hinterschneidung und vorzugsweise auch ohne Presssitz vorgesehen sein. Der Wärmeisolationskörper kann eine Längsachse definieren und aus mehreren Reihen von entlang der Längsachse hintereinander angeordneten Einzelteilen zusammengesetzt sein, wobei die Fügeflächen zweier benachbarter Reihen bezogen auf die Längsachse zueinander versetzt sind, und vorzugsweise um eine halbe Einzelteillänge zueinander versetzt sind. Hierdurch ergibt sich ein stabiler Verband der Einzelteile ähnlich einem Mauerwerksverband mit versetzten Steinen. Im Prinzip können auf diese Weise beliebig lange Hohlprofile oder Rohre aufgebaut werden. The grooves and the springs preferably define at regular intervals areas without undercut and preferably without interference fit. For example, all 150 mm to 250 mm regions can be provided without an undercut and preferably also without an interference fit along an individual part side. The heat insulation body may define a longitudinal axis and be composed of a plurality of rows of individual parts arranged one behind the other along the longitudinal axis, wherein the joining surfaces of two adjacent rows are offset relative to one another with respect to the longitudinal axis, and preferably offset by half an individual part length. This results in a stable association of the items similar to a masonry association with staggered stones. In principle, any length of hollow sections or pipes can be constructed in this way.
Vorzugsweise sind die Einzelteile einer Reihe ohne Ausbildung einer Hinter- schneidung zusammengefügt. Dies erleichtert das Zusammenführen der Einzelteile im Rahmen der Montage. The individual parts of a row are preferably joined together without forming an undercut. This facilitates the merging of the items during assembly.
Aus Gründen der einfacheren Fertigung und Handhabung sowie zur Erhöhung der mechanischen Stabilität hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kanten zwischen vorspringenden und zurückversetzten Abschnitten jedes der Verbindungselemente abgerundet auszuführen, wobei vorzugsweise der Krümmungsradius der abgerundeten Kanten zwischen 1 mm und 10 mm und bevorzugt zwischen 3 mm und 7 mm beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Einzelteile als Platten ausgebildet sind, wobei die Verbindungselemente zumindest an zwei entgegengesetzten Schmalseiten und vorzugsweise an allen vier Schmalseiten jeder Platte vorgesehen sind. Das Vorsehen von Verbindungselementen ausschließlich an zwei entgegengesetzten Schmalseiten jeder Platte ermöglicht hierbei eine besonders einfache Herstellung. For reasons of easier manufacture and handling and to increase the mechanical stability, it has proven advantageous to make the edges rounded between projecting and recessed portions of each of the connecting elements, wherein preferably the radius of curvature of the rounded edges between 1 mm and 10 mm and preferably between 3 mm and 7 mm. Furthermore, it is preferred that the individual parts are formed as plates, wherein the connecting elements are provided at least on two opposite narrow sides and preferably on all four narrow sides of each plate. The provision of connecting elements exclusively on two opposite narrow sides of each plate in this case allows a particularly simple production.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Platten eben, wobei sich die Fügeflächen rechtwinklig zu den Flachseiten der Platten erstrecken. Dies kommt insbesondere dem Aufbau von ausgedehnten wandartigen Strukturen entgegen, wie sie bei Wärmeisolationskörpern häufig erforderlich sind. According to another preferred embodiment of the present invention, the plates are flat, with the joining surfaces extending at right angles to the flat sides of the plates. This comes especially to building up extensive wall-like structures, as they are often required in thermal insulation bodies.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Platten ebenfalls eben, die Fügeflächen erstrecken sich jedoch in einer Ebene, welche mit den Flachseiten der Platten einen Winkel zwischen 1 ° und 85°, bevorzugt zwischenAccording to an alternative embodiment of the invention, the plates are also flat, but the joining surfaces extend in a plane which with the flat sides of the plates an angle between 1 ° and 85 °, preferably between
30° und 75°, und besonders bevorzugt 45°, einschließt. Dadurch können beispielsweise auf einfache Weise Hohlprofile mit einem polygonalen Querschnitt aufgebaut werden. Durch solche Hohlprofile mit polygonalem Querschnitt können insbesondere auch komplexere, gekrümmte Profilstrukturen angenähert werden, um so den Umstand auszunutzen, dass ebene Einzelteile leichter herzustellen sind und flexibler einsetzbar sind als gekrümmte Einzelteile. 30 ° and 75 °, and more preferably 45 °. As a result, for example, hollow profiles with a polygonal cross-section can be constructed in a simple manner. By such hollow profiles with a polygonal cross-section especially more complex, curved profile structures can be approximated, so as to exploit the fact that flat items are easier to manufacture and are more flexible than curved items.
Die Fügeflächen der flächig ausgebildeten Einzelteile können auch in Richtung der Flächennormale gesehen zumindest eine Stufe ausbilden. Durch eine solche gestufte Ausführung der Fügefläche, an welcher zwei Einzelteile zusammengefügt sind, kann die Isolierwirkung und die Festigkeit des Wärmeisolierkörpers weiter gesteigert werden. The joining surfaces of the flat-shaped individual parts can also form at least one step in the direction of the surface normal. By such a stepped execution of the joining surface, on which two individual parts are joined together, the insulating effect and the strength of the Wärmeisolierkörpers can be further increased.
Als besonders günstig hat sich dabei eine Ausführungsform erwiesen, bei welcher die Fügeflächen jeweils in Richtung der Flächennormale gesehen durch die Stufe oder durch die mehreren Stufen in gleich breite Fügezonen aufgeteilt sind. In this case, an embodiment has proven to be particularly favorable, in which the joining surfaces, in each case in the direction of the surface normal, are divided by the stage or by the plurality of stages into equally wide joining zones.
Es können auch in zumindest einer der Fügezonen einer bestimmten Fügefläche keine Verbindungselemente vorgesehen sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass in Richtung der Flächennormale gesehen die Breite der Fügezone oder der mehreren Fügezonen, in welchen Verbindungselemente vorgesehen sind, zu der Breite der Fügezone oder der mehreren Fügezonen, in welchen keine Verbindungselemente vorgesehen sind, mindestens 1 :1 und bevorzugt 2:1 oder 3:1 beträgt. Somit weist z.B. die verzahnte Fügezone bezogen auf die Bauteildicke bevorzugt eine größere Ausdehnung auf als die unverzahnte Fügezone, sodass eine ausreichende Stabilität sichergestellt ist. It is also possible to provide no connecting elements in at least one of the joining zones of a specific joining surface. In this case, it is preferable that, viewed in the direction of the surface normal, the width of the joining zone or the plurality of joining zones in which connecting elements are provided, to the width of the joining zone or the plurality of joining zones, in which no connecting elements are provided, at least 1: 1 and preferably 2: 1 or 3: 1. Thus, for example, has the toothed joining zone based on the component thickness preferably a greater extent than the untoothed joint zone, so that a sufficient stability is ensured.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmeisolationskörpers und insbesondere eines Wärmeisolations- körpers der vorstehend beschriebenen Art. Erfindungsgemäß werden wenigstens zwei Einzelteile aus einem carbonisierte Fasern und/oder graphitierte Fasern umfassenden Werkstoff bereitgestellt, wobei an wenigstens zwei zusammenzufügenden Einzelteilen jeweils mindestens ein Verbindungselement für einen formschlüssigen Eingriff unter Ausbildung einer Hinterschneidung vorgesehen sind. Die Einzelteile werden dann zu einem Wärmeisolationskörper zusammengefügt, indem die Verbindungselemente ineinander gesteckt werden. Durch das Ineinan- derstecken der Einzelteile bildet sich eine formschlüssige Verbindung mit Hinterschneidung, welche ein unbeabsichtigtes Trennen der beiden Einzelteile während des späteren Einsatzes des Wärmeisolationskörpers zuverlässig verhindert. Die Verbindung kann optional mit einem kraftschlüssigen Presssitz unterstützt werden. Another object of the present invention is a method for producing a heat insulating body and in particular a Wärmeisolations- body of the type described above. According to the invention, at least two individual parts of a material comprising carbonized fibers and / or graphitized fibers provided, at least two at least a connecting element for a positive engagement to form an undercut are provided. The individual parts are then assembled to form a heat insulation body by the connecting elements are inserted into each other. The interlocking of the individual parts forms a positive connection with an undercut, which reliably prevents inadvertent separation of the two individual parts during the later use of the heat insulation body. The connection can optionally be supported with a non-positive press fit.
Vorzugsweise werden die Verbindungselemente durch Bearbeiten der Oberfläche von Einzelteil-Rohlingen aus einem homogenen Filzmaterial, bevorzugt aus, insbesondere imprägniertem, Weichfilz oder aus Hartfilz, erzeugt. Die Bearbeitung kann beispielsweise mittels Schleifen, Fräsen, Sägen, Bohren oder Schneiden erfolgen. Bei dieser Art des Vorgehens ist es nicht notwendig, separate Verbindungselemente herzustellen und an den Einzelteilen anzubringen, sodass die Herstellung des Wärmeisolationskörpers vereinfacht ist. Darüber hinaus ergibt sich gewissermaßen automatisch eine Vermeidung von Fremdmaterialien und somit ein besonders gleichmäßiges Wärmeleitungsverhalten des Wärmeisolationskörpers. Preferably, the connecting elements are produced by machining the surface of individual blanks from a homogeneous felt material, preferably from, in particular impregnated, soft felt or hard felt. The processing can be done for example by means of grinding, milling, sawing, drilling or cutting. In this type of procedure, it is not necessary to make separate fasteners and attach to the items, so that the production of the heat insulating body is simplified. In addition, to a certain extent automatically results in avoiding foreign materials and thus a particularly uniform heat conduction behavior of the heat insulation body.
Bevorzugt wird bei dem Bereitstellen der Einzelteile an den Verbindungselementen ein Übermaß für einen Presssitz vorgesehen, welches bevorzugt höchstens 0,5 mm, besonders bevorzugt höchstens 0,25 mm, und am meisten bevorzugt zwischen 0,01 mm und 0,2 mm, beträgt. Der Presssitz schafft zusätzlich zu der vorhandenen formschlüssigen Verbindung eine kraftschlüssige Verbindung, welche nicht nur die mechanische Festigkeit erhöht, sondern auch eine gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit im Bereich der Fügefläche gewährleistet. In providing the individual parts to the connecting elements, an excess is preferably provided for a press fit, which is preferably at most 0.5 mm, more preferably at most 0.25 mm, and most preferably between 0.01 mm and 0.2 mm. The press fit creates, in addition to the existing positive connection, a frictional connection which not only increases the mechanical strength but also ensures a uniform thermal conductivity in the area of the joining surface.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird es vorgeschlagen, bei dem Zusammenfügen jeweils zwei Einzelteile entlang einer ersten Fügerichtung gleitend zusammenzustecken und danach entlang einer von der ersten Fügerichtung verschiedenen zweiten Fügerichtung derart gegeneinander zu verschieben, dass sich an den Verbindungselementen eine entlang der ersten Fügerichtung wirksame Hinterschneidung bildet. Dies erleichtert den Zusammenbau des Wärmeisolationskörpers, da das Zusammenführen der Einzelteile ohne übermäßigen Kraftaufwand erfolgen kann. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem diese erläuternden, diese aber nicht einschränkenden Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. In a further development of the inventive concept, it is proposed to slidably assemble two individual parts together along a first joining direction during joining and then to displace them along a second joining direction different from the first joining direction in such a way that an undercut effective along the first joining direction forms on the connecting elements. This facilitates the assembly of the heat insulation body, since the merging of the items can be done without excessive force. In the following, the invention will be further described with reference to an illustrative, but not limiting example, with reference to the drawings.
Fig. 1 A ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeisolationskörpers ge- mäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1A is a perspective view of a heat insulating body according to a first embodiment of the invention.
Fig. 1 B ist eine Seitenansicht des Wärmeisolationskörpers gemäß Fig. 1 A. Fig. 1B is a side view of the heat insulating body of Fig. 1 A.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeisolationskörpers ge- mäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. FIG. 2 is a perspective view of a heat insulating body according to a second embodiment of the invention. FIG.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeisolationskörpers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4A ist eine perspektivische Ansicht eines Einzelteils eines Wärmeisolati- onskörpers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. 3 is a perspective view of a heat insulating body according to a third embodiment of the invention. 4A is a perspective view of an individual part of a heat insulating body according to a fourth embodiment of the invention.
Fig. 4B zeigt mehrere zusammengefügte Einzelteile gemäß Fig. 4A. Fig. 5A ist eine perspektivische Ansicht eines Einzelteils eines Wärmeisolationskörpers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4B shows a plurality of assembled items as shown in FIG. 4A. Fig. 5A is a perspective view of an individual part of a heat insulating body according to a fifth embodiment of the invention.
Fig. 5B zeigt mehrere zusammengefügte Einzelteile gemäß Fig. 5A. Gemäß Fig. 1 A und 1 B dient ein hohlzylindrischer, eine Zylinderlängsachse L aufweisender Wärmeisolationskörper 1 1 dazu, in einer Hochtemperaturanlage Wärmeverluste zu minimieren. Der Wärmeisolationskörper 1 1 ist aus mehreren Einzelteilen 13 aus jeweils einem Hartfilz auf Basis von carbonisierten Fasern gefertigt. Beispielsweise weist der Hartfilz eine Dichte von 0,2 g/cm3, eine Druck- festigkeit von 1 MPa, eine Biegefestigkeit von 1 MPa und eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung bei 2000° C von 0,8 W/(m-K) auf. Fig. 5B shows several assembled items as shown in FIG. 5A. According to Fig. 1 A and 1 B, a hollow cylindrical, a cylinder longitudinal axis L exhibiting heat insulating body 1 1 is used to minimize heat loss in a high temperature system. The heat insulating body 1 1 is made of several individual parts 13 each made of a hard felt based on carbonized fibers. For example, the hard felt has a density of 0.2 g / cm 3 , a compressive strength of 1 MPa, a bending strength of 1 MPa and a thermal conductivity in the radial direction at 2000 ° C of 0.8 W / (mK).
Die in Fig. 1 A und 1 B dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an den radialen Stirnseiten 14 der Einzelteile bzw. Zylindersegmente 13 Verbindungselemente 17 in Form von Schwalbenschwanzverzahnungen vorgesehen sind, welche unter Ausbildung einer Hinterschneidung 19 formschlüssig ineinandergreifen. An den axialen Stirnseiten 16 der Zylindersegmente sind hingegen keine Schwalbenschwanzverzahnungen 17 vorgesehen. The illustrated in Fig. 1 A and 1 B first embodiment of the invention provides that at the radial end faces 14 of the individual parts or cylinder segments 13 connecting elements 17 are provided in the form of dovetail teeth, which interlock positively to form an undercut 19. On the other hand, no dovetail teeth 17 are provided on the axial end faces 16 of the cylinder segments.
Zum Herstellen der Schwalbenschwanzverzahnungen 17 werden die Zylindersegmente 13 vorzugsweise nach dem Härten und thermischem Behandeln, wie Carbonisieren und gegebenenfalls Graphitieren, des Filzmaterials an den entsprechenden gegenüberliegenden Stirnseiten 14 mechanisch bearbeitet. Die Schwalbenschwanzverzahnungen 17 sind also direkt an die Zylindersegmente 13 ange- formt. Bei der Bearbeitung wird an den entsprechenden Flächen ein geometrisches Übermaß von 0,01 mm bis 0,2 mm vorgesehen. Nach Abschluss der Bearbeitung werden die Zylindersegmente 13 in einer rechtwinklig zur Zylinderlängsachse L verlaufenden Fügerichtung F1 zusammengeführt, wobei die Schwalbenschwanzverzahnungen 17 in Eingriff gelangen. Hierbei bilden die geneigten Flan- ken 21 der Schwalbenschwanzverzahnungen 17 eine in Umfangsrichtung wirksame Hinterschneidung 19, welche ein Lösen der Zylindersegmente 13 sicher verhindert. Aufgrund des bei der Bearbeitung vorgesehenen Übermaßes wird zusätzlich eine Presspassung erzeugt, welche mit der Hinterschneidung 19 zusammenwirkt. Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine derartige Fügung die gleiche Wärmeleitfähigkeit aufweist wie das restliche Filzmaterial der Zylindersegmente 13. Somit entsteht durch die Kombination aus formschlüssiger und kraftschlüssiger Verbindung eine besonders zuverlässige Fügung, welche auch unter den hohen thermischen und mechanischen Anforderungen in einer Hochtemperaturan- lege eine gleichbleibend hohe Stabilität des Wärmeisolationskörpers 1 1 gewähr- leistet. Da die Fügung außerdem aus dem gleichen Werkstoff besteht wie dasFor producing the dovetail teeth 17, the cylinder segments 13 are preferably mechanically worked after hardening and thermal treatment, such as carbonizing and optionally graphitizing, the felt material at the corresponding opposite end faces 14. The dovetail teeth 17 are therefore attached directly to the cylinder segments 13. shaped. During machining, a geometric oversize of 0.01 mm to 0.2 mm is provided on the corresponding surfaces. After completion of the machining, the cylinder segments 13 are brought together in a direction perpendicular to the cylinder longitudinal axis L extending joining direction F1, wherein the dovetail teeth 17 engage. In this case, the inclined flanks 21 of the dovetail teeth 17 form an undercut 19 that is effective in the circumferential direction and reliably prevents the cylinder segments 13 from loosening. Due to the oversize provided in the processing, an interference fit is additionally produced, which interacts with the undercut 19. It has surprisingly been found that such a joint has the same thermal conductivity as the remaining felt material of the cylinder segments 13. Thus, the combination of positive and non-positive connection creates a particularly reliable joining, which even under the high thermal and mechanical requirements in a Hochtemperaturan- ensure a consistently high stability of the heat insulation body 1 1 ensured. The joint is also made of the same material as the joint
Bauteil an sich, werden unerwünschte Unstetigkeiten in den Werkstoffeigenschaf- ten, wie z.B. der Wärmeleitfähigkeit oder der Biegefestigkeit, vermieden. Durch die einstückige Ausbildung von Zylindersegment 13 und Schwalbenschwanzverzahnung 17 werden außerdem die Herstellungs- und Lagerkosten gesenkt. Darüber hinaus wird die Ausdehnung der Fügeflächen 15 gering gehalten. As such, undesirable discontinuities in the properties of the material, e.g. the thermal conductivity or flexural strength, avoided. Due to the one-piece design of cylinder segment 13 and dovetail 17, the manufacturing and storage costs are also reduced. In addition, the expansion of the joining surfaces 15 is kept low.
Der hohlzylindrische Wärmeisolationskörper 1 1 ist wie in den Fig. 1 A und 1 B dargestellt aus mehreren Reihen 23 von entlang der Zylinderlängsachse L hintereinander angeordneten Zylindersegmenten 13 zusammengesetzt, wobei die Fügeflä- chen 15 zweier benachbarter Reihen 23 um eine halbe Segmentlänge axial zueinander versetzt sind. Hierdurch können auf einfache Weise rohrartige Wärmeisolationskörper 1 1 in beliebiger Länge aufgebaut werden. Die Schwalbenschwanzverzahnungen 17 weisen bevorzugt einen Öffnungswinkel zwischen 30° und 60° auf. Weiterhin hat sich eine gleichmäßige Verteilung der Schwalbenschwanzverzahnungen 17 auf die beiden betreffenden Zylindersegmente 13 als vorteilhaft erwiesen. Die Kanten 25 zwischen vorspringenden und zurückversetzten Abschnitten der Schwalbenschwanzverzahnungen 17 sind mit einem Krümmungsradius von 5 mm abgerundet ausgeführt, was in den Darstellungen von Fig. 1A und 1 B jedoch nicht sichtbar ist. Mit den vorstehend beschriebenen Schwalbenschwanzverzahnungen 17 lassen sich anstelle von Zylindersegmenten 13 auch plattenartige ebene Einzelteile 13' miteinander verbinden, um so einen plattenartigen ebenen Wärmeisolationskörper 1 1 ' zu erhalten. Zwei solchermaßen miteinander verbundene ebene Einzelteile 13' sind in der Fig. 2 dargestellt. Ein weiterer Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1A und 1 B besteht hierbei darin, dass die Fügeflächen 15' gestuft ausgeführt sind, d.h. durch eine Stufe 27 in zwei gleich breite Fügezonen 28, 29 aufgeteilt sind. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich in einer der beiden Fügezonen 28, 29 Schwalbenschwanzverzahnungen 17 vorgesehen. Alternativ könnten auch in beiden Fügezonen 28, 29 Schwalben- Schwanzverzahnungen 17 vorgesehen sein. The hollow cylindrical heat insulating body 1 1 is as shown in FIGS. 1 A and 1 B composed of several rows 23 along the cylinder longitudinal axis L successively arranged cylinder segments 13, the joining surfaces 15 of two adjacent rows 23 are axially offset by half a segment length , As a result, tube-like heat insulation bodies 1 1 can be constructed in any length in any simple manner. The dovetail teeth 17 preferably have an opening angle between 30 ° and 60 °. Furthermore, a uniform distribution of the dovetail teeth 17 on the two cylinder segments concerned 13 has proved to be advantageous. The edges 25 between projecting and recessed portions of the dovetail teeth 17 are rounded with a radius of curvature of 5 mm, which is not visible in the illustrations of Figs. 1A and 1B. With the dovetail teeth 17 described above, instead of cylinder segments 13, it is also possible to connect plate-like planar individual parts 13 'with one another, so as to obtain a plate-like planar heat insulation body 1 1'. Two plane parts 13 'interconnected in this way are shown in FIG. Another difference from the embodiment according to FIGS. 1A and 1B is that the joining surfaces 15 'are of stepped design, ie are divided by a step 27 into two equally wide joining zones 28, 29. In the embodiment shown in FIG. 2, dovetail teeth 17 are provided in only one of the two joining zones 28, 29. Alternatively, swallows-tail toothing 17 could also be provided in both joining zones 28, 29.
Sollte die jeweilige Anwendung eine komplexere Geometrie vorgeben, so können auch ebene Einzelteile 13' gemäß der Fig. 2 mit Zylindersegmenten 13 gemäß den Fig. 1 A und 1 B kombiniert werden. Weiterhin können auch komplex geformte, beliebig gekrümmte Einzelteile bereitgestellt und mit Zylindersegmenten 13 bzw. ebenen Einzelteilen 13' in geeigneter weise kombiniert werden. Should the respective application specify a more complex geometry, it is also possible to combine plane individual parts 13 'according to FIG. 2 with cylinder segments 13 according to FIGS. 1A and 1B. Furthermore, even complex shaped, arbitrarily curved individual parts can be provided and combined with cylinder segments 13 or flat individual parts 13 'in a suitable manner.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der anstelle von Schwalbenschwanzverbindungen 17 Nut-und-Feder-Verbindungen 17' vorgesehen sind. Konkret sind längliche, sich über die gesamte Fügefläche 15 erstreckende Nuten 30 und in diese passende Federn 31 vorgesehen, wobei zur Bildung einer Hinterschneidung 19 die Flanken 21 der Nuten 30 und der Federn 31 jeweils gemäß einem Öffnungswinkel von 20° bis 24° zueinander geneigt sind. Die dadurch gebildete Hinterschneidung 19 verhindert ebenso wie bei der Ausführungsform ge- mäß der Fig. 2 ein Trennen der ebenen Einzelteile 13'. Beim Herstellen der Nuten 30 und der Federn 31 wird jeweils ein Übermaß von 0,01 mm bis 0,2 mm vorgesehen, wodurch sich beim Zusammenführen der ebenen Einzelteile 13' entlang der Fügerichtung F1 eine Presspassung ergibt. Diese ergänzt sich mit der Hinterschneidung 19 zu einer stabilen und wärmeisolierenden Fügung. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Breite einer Feder 31 zu der Dicke des zugehörigen ebenen Einzelteils 13' zwischen 1 :2 und 1 :3. Fig. 3 shows an embodiment of the invention in which instead of dovetail joints 17 tongue and groove joints 17 'are provided. Specifically, elongated, over the entire joint surface 15 extending grooves 30 and 31 are provided in these matching springs, wherein the edges 21 of the grooves 30 and the springs 31 are each inclined to form an undercut 19 according to an opening angle of 20 ° to 24 ° to each other , The undercut 19 formed thereby prevents, as in the embodiment according to FIG. 2, a separation of the flat individual parts 13 '. When making the grooves 30 and the springs 31, an oversize of 0.01 mm to 0.2 mm is provided, resulting in a press fit when merging the flat items 13 'along the joining direction F1. This complements the undercut 19 to a stable and heat-insulating joint. Preferably, the ratio of the width of a spring 31 to the thickness of the associated planar member 13 'is between 1: 2 and 1: 3.
Die Hinterschneidung 19 ist in regelmäßigen Abständen unterbrochen, d.h. die Nuten 30 und die Federn 31 weisen abwechselnd Bereiche 33 mit Hinterschnei- dung und Bereiche 34 ohne Hinterschneidung auf. Bei der Montage können daher jeweils zwei Einzelteile 13' derart zueinander versetzt angeordnet werden, dass zwei Bereiche 34 ohne Hinterschneidung aufeinandertreffen. Bei dieser Anordnung ist ein gleitendes Zusammenführen der Einzelteile 13' entlang einer ersten Fügerichtung F1 möglich, wobei die Fügeflächen 15 zunächst lose aufeinander zu liegen kommen. Durch anschließendes paralleles Verschieben der Einzelteile 13' entlang einer rechtwinklig zu der ersten Fügerichtung F1 verlaufenden zweiten Fügerichtung F2 gelangen die Hinterschneidungen 19 in Eingriff, sodass sich wiederum eine Kombination aus formschlüssiger und kraftschlüssiger Verbindung zwischen den betreffenden Einzelteilen 13' ergibt. The undercut 19 is interrupted at regular intervals, i. the grooves 30 and the springs 31 alternately have regions 33 with undercuts and regions 34 without undercuts. During assembly, therefore, in each case two individual parts 13 'can be arranged offset from one another such that two regions 34 meet without an undercut. In this arrangement, a sliding merging of the individual parts 13 'along a first joining direction F1 is possible, wherein the joining surfaces 15 initially come to rest loosely on each other. By subsequent parallel displacement of the individual parts 13 'along a perpendicular to the first joining direction F1 extending second joining direction F2 reach the undercuts 19 into engagement, so that in turn results in a combination of positive and non-positive connection between the relevant items 13'.
Bei der in den Fig. 4A und Fig. 4B gezeigten weiteren Ausführungsform der Erfindung sind wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 längliche Nuten 30 und zugehörige Federn 31 an gegenüberliegenden Stirnseiten eines jeweiligen ebenen Einzelteils 13' vorgesehen. Auch hier ist die Hinterschneidung 19 in regelmäßigen Abständen unterbrochen, d.h. die Nuten 30 und die Federn 31 weisen abwechselnd Bereiche 33 mit Hinterschneidung und Bereiche 34 ohne Hinterschneidung auf. In the further embodiment of the invention shown in FIGS. 4A and 4B, as in the embodiment according to FIG. 3, oblong grooves 30 and associated springs 31 are provided on opposite end faces of a respective flat individual part 13 '. Again, the undercut 19 is in regular Interrupted intervals, ie the grooves 30 and the springs 31 have alternately areas 33 with undercut and areas 34 without undercut.
Wie in der Fig. 4A erkennbar ist, erstrecken sich diejenigen Fügeflächen 15, in welchen eine Nut 30 ausgebildet ist, in einer rechtwinklig zu der Plattenebene weisenden Ebene. Diejenigen Fügeflächen 15, welche eine Feder 31 aufweisen, schließen jedoch mit der Plattenebene einen Winkel zwischen 1 ° und 85° ein. Dadurch lassen sich leicht Hohlprofile aus ebenen Einzelteilen 13' aufbauen, wie in der Fig. 4B verdeutlicht ist. Als günstig hat sich bei einer solchen Herstellung geschlossener Profile, wie Rohre und Zylinder, eine gerade Zahl von Einzelteilen 13' herausgestellt. Dadurch ist insbesondere einerseits eine symmetrische Verlängerung gleicher mechanischer Belastbarkeit möglich, andererseits lassen sich auch zunächst zwei Halbschalen aus Einzelelementen aufbauen, die in einem abschließenden Fügeprozess durch Verschieben entlang einer Ebene miteinander verbunden werden. As can be seen in FIG. 4A, those joining surfaces 15 in which a groove 30 is formed extend in a plane pointing at right angles to the plane of the plate. Those joining surfaces 15 which have a spring 31, however, enclose an angle between 1 ° and 85 ° with the plane of the plate. As a result, it is easy to build hollow profiles from flat individual parts 13 ', as illustrated in FIG. 4B. As low has in such a production of closed profiles, such as pipes and cylinders, an even number of items 13 'exposed. As a result, in particular a symmetrical extension of the same mechanical load capacity is possible, on the one hand, on the other hand, two half-shells of individual elements can be initially constructed, which are connected together in a final joining process by moving along a plane.
Bei der in den Fig. 5A und Fig. 5B gezeigten weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind wie bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 3, 4A und 4B längliche Nuten 30 und zugehörige Federn 31 an gegenüberliegenden Stirnsei- ten eines jeweiligen Einzelteils 13' vorgesehen. Wiederum ist die Hinterschneidung 19 in regelmäßigen Abständen unterbrochen, d.h. die Nuten 30 und die Federn 31 weisen abwechselnd Bereiche 33 mit Hinterschneidung und Bereiche 34 ohne Hinterschneidung auf. Die Einzelteile 13 weisen bei dieser Ausführungsform jedoch eine zylindrische Krümmung auf, welche das Zusammensetzen meh- rerer Einzelteile 13 zu einem hohlzylindrischen Bauteil wie in Fig. 5B dargestellt ermöglicht. Bezugszeichenliste: , 1 1 ' WärmeisolationskörperIn the further embodiment of the present invention shown in FIGS. 5A and 5B, as in the embodiments according to FIGS. 3, 4A and 4B, oblong grooves 30 and associated springs 31 are provided on opposite end faces of a respective individual part 13 '. Again, the undercut 19 is interrupted at regular intervals, ie the grooves 30 and the springs 31 have alternately areas 33 with undercut and areas 34 without undercut. However, in this embodiment, the individual parts 13 have a cylindrical curvature, which makes it possible to assemble several individual parts 13 into a hollow-cylindrical component as shown in FIG. 5B. LIST OF REFERENCES:, 1 1 'heat insulation body
, 13' Einzelteil/Zylindersegment , 13 'Item / Cylinder segment
radiale Stirnseite, 15' Fügefläche  radial end face, 15 'joining surface
axiale Stirnseite, 17' Verbindungselement  axial end face, 17 'connecting element
Hinterschneidung  undercut
Flanke  flank
Reihe  line
Kante  edge
Stufe  step
erste Fügezone zweite Fügezone first joint zone second joint zone
Nut groove
Feder  feather
Bereich mit Hinterschneidung Area with undercut
Bereich ohne Hinterschneidung Area without undercut
Zylinderlängsachse cylinder longitudinal axis
erste Fügerichtung  first joining direction
zweite Fügerichtung  second joining direction

Claims

Patentansprüche:  claims:
Wärmeisolationskörper (11, 11') aus einem carbonisierte Fasern und/oder graphitierte Fasern umfassenden Werkstoff, insbesondere zum Auskleiden eines Hochtemperaturofens, wobei der Wärmeisolationskörper (11, 11') aus wenigstens zwei Einzelteilen (13, 13') zusammengefügt ist, wobei wenigstens zwei zusammengefügte Einzelteile (13, 13') jeweils mindestens ein Verbindungselement (17, 17') aufweisen und die Verbindungselemente (17, 17') der wenigstens zwei zusammengefügten Einzelteile (13, 13') unter Ausbildung einer Hinterschneidung (19) formschlüssig ineinandergreifen. Heat insulation body (11, 11 ') of a material comprising carbonized fibers and / or graphitized fibers, in particular for lining a high temperature furnace, the heat insulation body (11, 11') being composed of at least two individual parts (13, 13 '), at least two assembled individual parts (13, 13 ') each have at least one connecting element (17, 17') and the connecting elements (17, 17 ') of the at least two assembled individual parts (13, 13') interlocking form-fitting manner to form an undercut (19).
Wärmeisolationskörper nach Anspruch 1 , Heat insulating body according to claim 1,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
die Verbindungselemente (17, 17') der wenigstens zwei zusammengefügten Einzelteile (13, 13') zusätzlich unter Ausbildung eines Presssitzes kraftschlüssig ineinandergreifen. the connecting elements (17, 17 ') of the at least two assembled individual parts (13, 13') in addition engage frictionally with the formation of a press fit.
Wärmeisolationskörper nach Anspruch 1 oder 2, Heat insulating body according to claim 1 or 2,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
die Verbindungselemente (17, 17') der wenigstens zwei zusammengefügten Einzelteile (13, 13') direkt an die Einzelteile (13, 13') des Wärmeisolationskörpers (11, 11') angeformt sind. the connecting elements (17, 17 ') of the at least two assembled individual parts (13, 13') are formed directly on the individual parts (13, 13 ') of the heat insulation body (11, 11').
Wärmeisolationskörper nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Heat insulating body according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
wenigstens eines der Einzelteile (13, 13') und bevorzugt alle Einzelteile (13, 13') einschließlich der Verbindungselemente (17, 17') aus einem homoge- nen und aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzten Filz gefertigt ist/sind. at least one of the individual parts (13, 13 ') and preferably all individual parts (13, 13') including the connecting elements (17, 17 ') from a homogeneous NEN and made of carbonized fibers and / or graphitized fibers felt is / are made.
Wärmeisolationskörper nach Anspruch 4, Heat insulating body according to claim 4,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
wenigstens eines der Einzelteile (13, 13') und bevorzugt alle Einzelteile (13, 13') einschließlich der Verbindungselemente (17, 17') aus jeweils dem gleichen Werkstoff, welcher bevorzugt ein aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzter, insbesondere imprägnierter, Weichfilz oder ein aus carbonisierten Fasern und/oder graphitierten Fasern zusammengesetzter Hartfilz ist, gefertigt ist/sind. at least one of the individual parts (13, 13 ') and preferably all individual parts (13, 13') including the connecting elements (17, 17 ') each of the same material, which preferably a composite of carbonized fibers and / or graphitized fibers, in particular impregnated , Soft felt or a hard felt composed of carbonized fibers and / or graphitized fibers is / is made.
Wärmeisolationskörper nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Heat insulating body according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
der Wärmeisolationskörper (11) als Hohlprofil und bevorzugt als Hohlzylinder ausgebildet ist. the heat insulation body (11) is designed as a hollow profile and preferably as a hollow cylinder.
Wärmeisolationskörper nach Anspruch 6, Heat insulating body according to claim 6,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
die Einzelteile (13, 13') flächig ausgebildet sind und eine Wandung desthe items (13, 13 ') are formed flat and a wall of the
Hohlprofils bilden, wobei die Hinterschneidung (19) jeweils quer zu einerForm hollow profiles, wherein the undercut (19) each transverse to a
Flächennormale der Wandung wirksam ist. Surface normal of the wall is effective.
Wärmeisolationskörper nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Heat insulating body according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
wenigstens zwei der Einzelteile (13, 13') und bevorzugt alle Einzelteile (13,at least two of the individual parts (13, 13 ') and preferably all the individual parts (13, 13')
13') mittels Schwalbenschwanzverbindungen zusammengefügt sind. 13 ') are joined together by means of dovetail connections.
9. Wärmeisolationskörper nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 9. heat insulation body according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
die Verbindungselemente als längliche Nuten (30) und in diese passende Federn (31) ausgeführt sind, welche zur Bildung der Hinterschneidung (19) jeweils zueinander geneigte Flanken (21 ) aufweisen.  the connecting elements are designed as elongated grooves (30) and springs (31) fitting in them, which have mutually inclined flanks (21) for forming the undercut (19).
10. Wärmeisolationskörper nach Anspruch 9, 10. heat insulation body according to claim 9,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
die Nuten (30) und die Federn (31) in Längsrichtung gesehen abschnitts- weise keine Hinterschneidung und vorzugsweise auch keinen Pressitz bilden.  the grooves (30) and the springs (31), seen in the longitudinal direction, do not form part of an undercut and preferably also no press fit.
11. Wärmeisolationskörper nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 11. Heat insulating body according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
die Einzelteile (13, 13') als Platten ausgebildet sind, wobei die Verbindungselemente (17, 17') zumindest an zwei entgegengesetzten Schmalseiten (14) und vorzugsweise an allen vier Schmalseiten jeder Platte vorgesehen sind.  the individual parts (13, 13 ') are formed as plates, wherein the connecting elements (17, 17') are provided at least on two opposite narrow sides (14) and preferably on all four narrow sides of each plate.
12. Wärmeisolationskörper nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 12. Heat insulating body according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
die Fügeflächen (15, 15') der flächig ausgebildeten Einzelteile (13, 13') in Richtung der Flächennormale gesehen zumindest eine Stufe (27) ausbilden. Verfahren zum Herstellen eines Wärmeisolationskörpers (11, 11'), insbesondere eines Wärmeisolationskörpers nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die nachfolgenden Schritte: form the joining surfaces (15, 15 ') of the flat-shaped individual parts (13, 13') seen in the direction of the surface normal at least one step (27). Method for producing a heat-insulating body (11, 11 '), in particular a heat-insulating body according to at least one of the preceding claims, comprising the following steps:
Bereitstellen von wenigstens zwei Einzelteilen (13, 13') aus einem carbonisierte Fasern und/oder graphitierte Fasern umfassenden Werkstoff , wobei an wenigstens zwei zusammenzufügenden Einzelteilen (13, 13') jeweils mindestens ein Verbindungselement (17, 17') für einen formschlüssigen Eingriff unter Ausbildung einer Hinter- schneidung (19) vorgesehen sind, und  Providing at least two individual parts (13, 13 ') of a material comprising carbonized fibers and / or graphitized fibers, wherein at least two connecting parts (13, 13') each have at least one connecting element (17, 17 ') for a positive engagement under Training an undercut (19) are provided, and
Zusammenfügen der Einzelteile (13, 13') zu einem Wärmeisolationskörper (11, 11'), indem die Verbindungselemente (17, 17') ineinan- dergesteckt werden.  Assembling of the individual parts (13, 13 ') to a heat insulation body (11, 11') by the connecting elements (17, 17 ') are plugged into one another.
Verfahren nach Anspruch 13, Method according to claim 13,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
die Verbindungselemente (17, 17') durch Bearbeiten der Oberfläche vonthe connecting elements (17, 17 ') by machining the surface of
Einzelteil-Rohlingen aus einem homogenen Filzmaterial, bevorzugt aus, insbesondere imprägnierten, Weichfilz oder aus Hartfilz, erzeugt werden. Single-part blanks of a homogeneous felt material, preferably from, in particular impregnated, soft felt or hard felt, are produced.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, Method according to claim 13 or 14,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
bei dem Bereitstellen der Einzelteile (13, 13') an den Verbindungselementen (17, 17') ein Übermaß für einen Presssitz vorgesehen wird, welches bevorzugt höchstens 0,5 mm, besonders bevorzugt höchstens 0,25 mm und am meisten bevorzugt zwischen 0,01 mm und 0,2 mm beträgt. in providing the individual parts (13, 13 ') on the connecting elements (17, 17') an oversize is provided for a press fit, which is preferably at most 0.5 mm, more preferably at most 0.25 mm and most preferably between 0, 01 mm and 0.2 mm.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107763369B (en) * 2016-08-15 2019-12-27 南京汇涛节能科技有限公司 Detachable thermal insulation sleeve
KR101867722B1 (en) * 2016-12-19 2018-06-14 주식회사 포스코 Insulation piece for sintering car
USD905545S1 (en) * 2017-01-25 2020-12-22 Whitefield Plastics Corporation Non-metallic clip connection device
DE102020202793A1 (en) 2020-03-04 2021-09-09 Sgl Carbon Se Electrically decoupled high temperature thermal insulation
CN114060621B (en) * 2021-11-26 2023-06-30 苏州正乙丙纳米环保科技有限公司 Laminated composite environment-friendly material pipeline core material assembly module and manufacturing method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228826A (en) * 1978-10-12 1980-10-21 Campbell Frank Jun Interlocking, laminated refractory for covering a pipe
CA1132450A (en) * 1978-10-12 1982-09-28 Frank Campbell, Jr. Interlocking refractory for covering a pipe
DE8221596U1 (en) * 1982-07-29 1983-01-20 Morganite Ceramic Fibres Ltd., Bromborough, Wirral, Merseyside HEAT-RESISTANT INSULATION
CH661290A5 (en) * 1984-09-14 1987-07-15 Alusuisse Carbon lining of a molten-salt electrolysis cell or of a foundry furnace
DE4423747A1 (en) * 1994-07-06 1996-01-11 Isobouw Daemmtechnik Gmbh Thermal insulation board
US20020014051A1 (en) * 2000-04-20 2002-02-07 Fraval Hanafi R. High strength light-weight fiber ash composite material, method of manufacture thereof, and prefabricated structural building members using the same
DE502006003010D1 (en) * 2006-05-04 2009-04-16 Sgl Carbon Ag High temperature resistant composite material
US8365687B2 (en) * 2007-03-15 2013-02-05 Metso Power Ab Tube shield and a method for attaching such shield to a boiler tube
EP2539067A2 (en) 2010-02-26 2013-01-02 Morgan Advanced Materials And Technology Inc. Carbon-based containment system
US20110318094A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Vincent Hensley Strut for connecting frames
TWM457160U (en) * 2011-11-02 2013-07-11 Morgan Advanced Materials And Technology Inc Furnaces, assembly of a gage and insulation pack and insulation pack

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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