EP4124814A1 - Isolationsmodulträger zur ofenauskleidung - Google Patents

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Publication number
EP4124814A1
EP4124814A1 EP22185453.2A EP22185453A EP4124814A1 EP 4124814 A1 EP4124814 A1 EP 4124814A1 EP 22185453 A EP22185453 A EP 22185453A EP 4124814 A1 EP4124814 A1 EP 4124814A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulation
furnace
insulation module
retaining
base plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22185453.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Holze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rath GmbH
Original Assignee
Rath GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rath GmbH filed Critical Rath GmbH
Publication of EP4124814A1 publication Critical patent/EP4124814A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/144—Supports for ceramic fibre materials

Definitions

  • the present invention relates to an insulation module carrier for furnace lining, comprising a base plate with at least one fastening device for attaching the insulation module carrier to an inner furnace wall and at least two support arms pointing from the top side of the base plate in essentially the same spatial direction, on each of which at least one holding mandrel for fastening a block of insulation material is attached .
  • the invention further relates to an insulation module with such an insulation module carrier, a furnace insulation comprising at least two such insulation modules and a method for producing such a furnace insulation.
  • Furnaces which are mainly run in batch mode at operating temperatures between 1000 and 1650 °C and are therefore exposed to strong temperature changes, are often lined with modules made of high-temperature wool (HTW). Even stoves that do not require high storage heat in the wall area are insulated with the same. These typically consist of an insulation module carrier to which the insulation material blocks made of high-temperature wool are attached.
  • high-temperature wool there are basically three different types of high-temperature wool, namely alkaline earth wool (AES), aluminum silicate wool (ASW) or ceramic fibers (RCF) and polycrystalline wool (PCW).
  • the alkaline earth wools are mostly used at temperatures up to approx. 1200 °C, the aluminum silicate wools and ceramic fibers up to 1300 °C and the polycrystalline wools up to 1650 °C. Combinations of different wool types are possible. For example, at temperatures around 1400 °C, PCW are used in the hot area and ASW in the cold area. When using high-temperature wool, the chemical atmospheres are usually also taken into account.
  • So-called blanket pieces made of high-temperature wool are pressed into modules as linings in order to compensate for shrinkage of the materials due to crystallization effects and are mounted on the outer housing of the furnace with the help of insulation module carriers.
  • insulation module carriers For thermal and cost reasons, rear insulation a few centimeters thick can also be used in front of the steel casing of the stove.
  • Common materials here are, for example, calcium silicate boards.
  • HTW modules have low thermal conductivity, low heat capacities and high resistance to temperature changes and can therefore be used for energy-efficient operation of furnaces.
  • the insulation module carrier also known as the anchor
  • the anchor is supplied separately and only inserted into the fiber module on site.
  • the anchor is fastened with a washer and nut by screwing it to the inner wall of the furnace, which is very time-consuming.
  • the backing insulation typically used is not compressible and gaps can form between the backing insulation and the modules, particularly on ceilings where the modules sink slightly under their own weight.
  • DE 19 76 236 U discloses a refractory lining for interior walls and/or the interior ceilings of an industrial furnace.
  • the working lining of the lining which consists of ramming mass and faces the combustion chamber, is anchored by several ceramic anchors which are held in a vertical or radial direction between two pliers-like ceramic blocks connected to the outer wall of the furnace. These holding blocks are walled into the masonry arranged between the outer wall of the furnace and the working lining and protrude from this masonry only as far as is necessary to clamp the movable ceramic holders located in the working lining.
  • the ceramic anchors are provided on two opposite outer surfaces with trapezoidal grooves embedded in the anchor material and on the other two outer surfaces with attached ribs and the ends facing away from the combustion chamber of the anchors are arranged so that they can move vertically or horizontally between two ceramic blocks, with the clamps each have a trapezoidal rib on one side in the area of the head ends and that the clamps are located in the masonry arranged between the outer wall of the furnace and the rammed working lining, with the exception of the head ends intended for receiving the anchors.
  • the object of the present invention was therefore to provide an insulation module carrier that can be installed more easily.
  • the insulation module carrier should allow the production of insulation modules with which the best possible insulating oven insulation can be produced, in particular those in which the modules are arranged in a checkerboard system can become.
  • the insulation module carrier according to the invention allows the production of insulation modules that can be installed both in the surfaces and in the edge areas and thus makes special end modules superfluous.
  • the insulation module with the insulation module carrier according to the invention should be able to be delivered pre-assembled to the construction site, so that on-site assembly of the insulation modules is no longer necessary.
  • an insulation module carrier for furnace lining comprising a base plate with at least one fastening device for attaching the insulation module carrier to an inner furnace wall and at least two support arms pointing from the top side of the base plate in essentially the same spatial direction, on each of which at least one holding mandrel for fastening a block of insulation material is attached, wherein the insulation module carrier is characterized in that the fastening device has a latching device which can be engaged and releasably connected to a retaining bolt which can be fastened to the inner wall of the furnace.
  • essentially the same spatial direction means that the support arms are arranged parallel to one another, with deviations of, for example, 15° or less, preferably 10° or less, being able to occur.
  • the present invention is based on the finding that the fact that the fastening device has a latching device which can be engaged and releasably connected to a retaining bolt that can be fastened to the inner wall of the furnace means that assembly can take place in a much more time-saving manner. Not only is there no screwing, but no special tools are required for assembly.
  • retaining bolts for example threaded bolts, are welded onto the inner wall of the furnace as later central fastening points of the insulation module. The already pre-assembled insulation module then only needs to be pushed onto the threaded bolt, with the insulation module being fixed by the latching device.
  • the latching device can be designed in the shape of a dome, for example made of sheet metal bent in a dome shape, so that this component has spring elasticity and can be pressed onto the threaded bolt with a certain amount of pretension.
  • the latching device can, to a certain extent, better accommodate temperature-related linear expansion and the resulting stresses.
  • a further advantage is that with the insulation module carrier according to the invention, an arrangement of the insulation modules in a “chessboard system” is possible, in which the following module is arranged rotated by 90°. Among other things, this can reduce the lateral heat propagation in the furnace insulation.
  • the insulation module carrier (comb anchor) is first screwed onto the inner wall of the furnace and only then are the insulation material blocks pushed laterally onto the forks of the comb anchor.
  • the blocks of insulating material can tilt unnoticed, resulting in cavities between the backing insulation and the blocks of insulating material as well as between the two blocks of insulating material pushed onto a comb anchor, particularly in the area of the backing insulation.
  • the already pre-assembled module is pushed directly onto the retaining bolt by the integrated anchor and can thus be pressed and clicked in with the entire support against the rear insulation.
  • the latching device has a dome-shaped elevation pointing away from the upper side of the base plate with a central opening for the retaining bolt.
  • a passage opening for the retaining bolt is provided below the central opening in the base plate.
  • at least one incision preferably four incisions, which are more preferably arranged in the shape of a cross, can advantageously branch off from the central opening.
  • the incision can end in a preferably circular recess at its end opposite the central opening. This enables it to be pushed particularly easily onto the retaining bolt, in particular the threaded bolt.
  • the material of the base plate, the fastening device, the support arms and the holding mandrels can be selected independently of one another from steel, stainless steel, in particular 1.4841, or also nickel-based alloys such as Inconel ® alloys, in particular Inconel ® 600 and Inconel ® 718, which is preferably heated at temperatures of 200 °C to 500 °C is used.
  • the material of the base plate, the fastening device, the support arms and the holding mandrels is preferably the same.
  • the support arms are made from sheet metal.
  • the base plate can also be made of sheet metal and the support arms can be formed by cutting and preferably folding the sheet metal at right angles. This is very advantageous because it allows the majority of the insulation module carrier to be manufactured in a simple manner in a few work steps from a single sheet metal section.
  • the retaining mandrel of one support arm is aligned essentially parallel to the retaining mandrel of the other support arm. This makes it easier to slide on the insulation made of high-temperature wool.
  • each support arm is equipped with two retaining pins aligned with one another.
  • Another object of the present invention relates to an insulation module comprising an insulation module carrier according to the invention and an insulation material block which is attached to the insulation module carrier, the insulation material block preferably having a square or rectangular base area on the side facing the base plate of the insulation module carrier.
  • the material of the insulating material block can be selected from refractory vacuum molded parts or pressed high-temperature wool, with the high-temperature wool preferably used according to the invention being selected from alkaline earth silicate wool (AES), in particular from calcium-magnesium silicate wool, calcium silicate wool and magnesium silicate wool, from aluminum silicate wool (ASW), as well as aluminum silicate zirconium wool and polycrystalline wool (PCW) or mixtures of these.
  • AES alkaline earth silicate wool
  • ASW aluminum silicate wool
  • PCW polycrystalline wool
  • the block of insulating material is particularly preferably formed from high-temperature wool, particularly preferably from pieces of high-temperature wool mat pressed together, with the block of insulating material being able to comprise a retaining cord with which the block of insulating material can be pretensioned for assembly and, after assembly has been completed, can be relaxed by cutting through the retaining cord.
  • the retaining cord can be designed as a round cord or else in the form of a band, for example.
  • the pressing can also be realized by mounting plates.
  • the insulating material block is provided on at least two opposite side surfaces pointing away from the base plate of the insulation module carrier, each with a removable mounting plate, which is encompassed by the retaining cord and with which the insulating material block is pretensioned for assembly and, after assembly has been completed, by cutting through the retaining cord and removing the mounting plates relaxation can be brought.
  • the mounting plates are preferably dimensioned in such a way that they cover the side surfaces of the insulating material block as completely as possible.
  • the mounting plates are made of plastic, for example.
  • the block of insulating material can be formed, for example, from at least two, preferably from 10 or more, layers of high-temperature wool lying one on top of the other.
  • this has a detachable tubular assembly insert, which is aligned with the passage opening of the base plate and the central opening of the locking device and extends essentially vertically through the insulating material block, pointing away from the base plate, the tubular assembly insert preferably being formed by a plastic tube is.
  • the tubular mounting insert can be made of a cardboard, ceramic or metal tube.
  • Another object of the present invention is directed to a furnace insulation, comprising at least two, preferably a large number of retaining bolts fastened essentially perpendicularly to the inner wall of the furnace and insulation modules according to the invention fastened thereto, as well as optionally rear insulation provided between the inner wall of the furnace and the insulation modules, for example made of vacuum molded parts or calcium silicate plates , wherein adjacent insulation modules are preferably arranged rotated by substantially 90 ° to each other.
  • substantially 90° means a possible deviation of up to +/-10°, preferably of up to +/-5°, more preferably of up to +/-2°.
  • a parallel arrangement is also possible.
  • the retaining bolt is designed as a threaded bolt.
  • other configurations are also possible, which allow engagement with the latching device of the insulation module carrier, such as bolts in a horizontal corrugation.
  • the retaining bolt preferably has a recess for centering an assembly aid at its end opposite the furnace inner wall. This makes assembly much easier, since the assembly personnel can hardly visually check whether the assembly aid is seated in the middle.
  • an insulating mat can be provided between two horizontal rows of insulation modules, which is preferably cut in the shape of a staircase at its abutting edges to the adjacent mat. This further increases the insulating effect.
  • the step-shaped cutting makes it more difficult for hot gases to migrate out of the furnace and thus for the formation of heat bridges, which means that the insulating effect is also increased.
  • the insulation modules fitted in the corners of the furnace are of identical construction compared to those on FIG the oven walls. As already explained above, this is not readily possible in the systems known from the prior art.
  • step d If side plates are used instead of the retaining cord, these are pulled out at the end of step d).
  • an insulation module carrier 1 for lining the furnace is shown, in 1 in 3-dimensional representation from diagonally above, in 2 in top view, in 3 in step view along the line A - A 2 and in 4 in step view along the line B - B 2 .
  • the insulation module carrier 1 is made of stainless steel and includes a base plate 2 with a fastening device 3 for attaching the insulation module carrier 1 to an inner wall 31 of the furnace and two support arms 4a, 4b extending at right angles from the upper side of the base plate 2.
  • Two holding pins 5a, 5a', 5b, 5b' are attached to each support arm 4a, 4b for fastening an insulating material block 6, with the holding pins 5a, 5a' of one support arm 4a being essentially parallel to the holding pins 5b, 5b' of the other support arm 4b are aligned.
  • the holding mandrels 5a, 5a' of the first support arm 4a are aligned with one another and the holding mandrels 5b, 5b' of the second support arm 4b are aligned with one another.
  • the holding mandrels 5a, 5a', 5b, 5b' are designed to taper at their free end, which makes it easier to slip on a block of insulating material 6.
  • the fastening device 3 has a latching device 7 which can be engaged and releasably connected to a retaining bolt 8 which can be fastened to the inner wall 31 of the furnace.
  • the retaining bolt 8 has an external thread into which the edges of the latching device 7 engage.
  • the latching device 7 has a dome-shaped elevation 9 pointing away from the upper side of the base plate 2 and having a central opening 10 for the retaining bolt 8 .
  • a passage opening 11 for the retaining bolt 8 is provided in the base plate 2 below the central opening 10 .
  • Four incisions 12 proceed from the central opening 10, which are further arranged in the shape of a cross and each end in a circular recess 13 at the end opposite the central opening 10.
  • the insulation module carrier 1 is produced from sheet metal, with the support arms 4a, 4b being formed by cutting and preferably folding the sheet metal at right angles. The remaining part of the sheet metal then forms the base plate 2, resulting in material waste. The holding mandrels 5a, 5a', 5b, 5b' are then welded to the support arms 4a, 4b and the fastening device 3 to the base plate 2.
  • FIG 5 shows an insulation material block 6 made of five superimposed layers of pressed high-temperature wool, which is pushed onto the holding mandrels 5a, 5a', 5b, 5b' of the insulation module carrier 1, so that an insulation module 20 is formed.
  • the block of insulating material 6 is prestressed for assembly by means of a plurality of retaining cords 14 . After assembly has been completed, the retaining cords 14 are severed and the insulating material block 6 is thus relaxed. As a result, the spaces between the insulation modules 20 that arise during the installation of a furnace insulation 30 are closed.
  • 6 1 shows a furnace insulation 30 made up of a large number of insulation modules 20 according to the invention fastened to an inner furnace wall 31 .
  • Rear insulation 32 is also fitted between the inner furnace wall 31 and the insulation modules 20 .
  • An insulating mat 33 is provided between each two horizontal rows of insulation modules 20 .
  • the retaining bolts 8 are first fastened in predetermined positions on the furnace inner wall 31 by means of spot welding.
  • the positioning can take place by means of a cross-line laser or by means of a batter board with a chalk line, with the aid of which the grid can be transferred to the inner wall 31 of the furnace.
  • a rod-shaped assembly aid equipped with a centering mandrel can be positioned in a recess 15 of the retaining bolt 8 .
  • the insulation module 20 has a detachable tubular assembly insert in the form of a plastic tube, which is aligned with the passage opening 11 of the base plate 2 and the central opening 10 of the latching device 7 and is essentially vertical extending from the base plate 2 through the insulating material block 6 pointing away.
  • the insulation module 20 is now pushed onto the rod-shaped assembly aid with the plastic tube as a guide and pressed onto the inner wall 31 of the oven, so that the insulation module 20 is fixed by bringing the latching device 7 into engagement with the retaining bolt 8 .
  • the locking device 7 is guided precisely onto the retaining bolt 8 through the interaction of the plastic tube and the assembly aid.
  • the assembly aid and the tubular assembly insert are then removed. Since the insulating material block 6 is prestressed, the opening for the plastic pipe closes by itself after it has been removed.
  • an isolation module 21 according to the prior art is shown in a three-dimensional representation obliquely from above.
  • the insulation module 21, which is not according to the invention, comprises an insulation module carrier 21 to be screwed onto the inner wall 31 of the oven and an insulation material block 6 attached thereto.
  • the insulation material block 6 is shown as transparent for reasons of clarity.
  • the insulation module carrier 20 according to the invention is shown in the same perspective for direct comparison.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolationsmodulträger (1) zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte (2) mit zumindest einer Befestigungseinrichtung (3) zur Anbringung des Isolationsmodulträgers (1) an einer Ofeninnenwand und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte (2) in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen (4a, 4b) an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn (5a, 5a', 5b, 5b') zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks (6) angebracht ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Isolationsmodul (20) mit einem solchen Isolationsmodulträger (1), eine Ofenisolation (30) umfassend wenigstens zwei solcher Isolationsmodule (20) und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ofenisolation (30).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Isolationsmodulträger zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte mit zumindest einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung des Isolationsmodulträgers an einer Ofeninnenwand und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks angebracht ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Isolationsmodul mit einem solchen Isolationsmodulträger, eine Ofenisolation umfassend wenigstens zwei solcher Isolationsmodule und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ofenisolation.
  • Öfen, die vor allem im Batchbetrieb bei Betriebstemperaturen zwischen 1000 und 1650 °C gefahren werden und somit starken Temperaturwechseln ausgesetzt sind, werden häufig mit Modulen aus Hochtemperaturwollen (HTW) ausgekleidet. Auch Öfen, die keiner hohen Speicherwärme im Wandbereich bedürfen, werden mit denselben isoliert. Diese bestehen typischerweise aus Isolationsmodulträger, an dem die Isolationswerkstoffblocks aus Hochtemperaturwolle befestigt sind. Bei den Hochtemperaturwollen werden prinzipiell drei verschiedene Typen von Hochtemperaturwollen unterschieden, nämlich Erdalkaliwollen (AES), Aluminiumsilikatwollen (ASW) beziehungsweise Keramikfasern (RCF), sowie polykristalline Wollen (PCW).
  • Die Erdalkaliwollen kommen zumeist bei Temperaturen bis ca 1200 °C, die Aluminiumsilikatwollen und Keramikfasern bis 1300 °C und die polykristallinen Wollen bis zu 1650 °C zum Einsatz. Kombinationen verschiedener Wolltypen sind möglich. So werden z.B. bei Temperaturen um 1400 °C im heißen Bereich PCW und im kalten Bereich ASW eingesetzt. Beim Einsatz der Hochtemperaturwollen werden in der Regel auch die chemischen Atmosphären berücksichtigt.
  • Als Auskleidung werden sogenannte Blanketstücke aus Hochtemperaturwolle zu Modulen verpresst, um Schwindungen der Materialien durch Kristallisationseffekte zu kompensieren und mit Hilfe von Isolationsmodulträgern an dem Außengehäuse des Ofens montiert. Aus wärmetechnischen und Kostengründen kann vor dem Stahlgehäuse des Ofens auch eine Hinterisolation von einigen Zentimetern Dicke eingesetzt werden. Gängige Materialien sind hier beispielswiese Calciumsilikatplatten.
  • Die Modultechnik ist seit Mitte der 90'er Jahre weitverbreitet. Die HTW Module haben geringe Wärmeleitfähigkeiten, geringe Wärmekapazitäten und hohe Temperaturwechselbeständigkeiten und können somit zu einer energieeffizienten Fahrweise von Öfen genutzt werden. Allerdings gestaltet sich deren Montage als aufwändig. In der Fig. 7 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Isolationsmodulträger abgebildet. Bei diesem System wird der Isolationsmodulträger, auch Anker genannt, separat geliefert und erst auf der Baustelle in das Fasermodul eingesetzt. Die Befestigung des Ankers erfolgt mit Scheibe und Mutter durch Festschrauben an der Ofeninnenwand, was sehr zeitaufwendig ist. Nachteilig bei diesem System ist ferner, dass die typischerweise eingesetzte Hinterdämmung nicht komprimierbar ist und sich so Spalten zwischen der Hinterdämmung und den Modulen bilden können, insbesondere an Decken, wo sich die Module durch ihr Eigengewicht leicht absenken.
  • Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Systems kann darin gesehen werden, dass eine Anordnung der Module im "Schachbrettsystem", bei welchem das folgende Modul um 90° gedreht angeordnet wird, ist nicht möglich, sondern nur eine Verlegung "in Linie". Zudem müssen aufgrund der Art der Anbringung mittels Festschrauben in den Randbereichen sogenannte Schlussmodule gesetzt werden, die sich vom Aufbau her von den auf den Flächen verwendeten Modulen im Aufbau unterscheiden. Es werden also zumindest zwei unterschiedliche Typen von Modulen benötigt, was neben Nachteilen in der Herstellung der Ofenisolierung auch logistische Nachteile mit sich bringt.
  • DE 19 76 236 U offenbart eine feuerfeste Auskleidung für Innenwände und/oder die Innendecken eines Industrieofens. Das aus Stampfmasse bestehende, dem Feuerraum zugekehrte Arbeitsfutter der Auskleidung wird dabei durch mehrere Keramikanker verankert, die in lotrechter bzw. in radialer Richtung beweglich zwischen zwei zangenförmig angeordneten, mit der Außenwand des Ofens verbundenen keramischen Kloben gehalten werden. Diese Haltekloben werden in das zwischen der Außenwand des Ofens und dem Arbeitsfutter angeordnete Mauerwerk eingemauert und stehen aus diesem Mauerwerk nur so weit heraus, wie dies zur Verklammerung der beweglichen, im Arbeitsfutter befindlichen keramischen Halterungen notwendig ist. Die keramischen Anker sind an zwei gegenüberliegenden Außenflächen mit in den Ankerwerkstoff eingelassenen trapezförmigen Nuten und an den beiden anderen Außenflächen mit aufgesetzten Rippen versehen und die Anker sind mit ihrem dem Feuerraum abgewandten Ende jeweils zwischen zwei keramischen Kloben in lotrechter bzw. waagerechter Richtung beweglich angeordnet, wobei die Kloben an einer Seite im Bereich der Kopfenden jeweils eine trapezförmige Rippe aufweisen und dass sich die Kloben bis auf die für die Aufnahme der Anker bestimmten Kopfenden in dem zwischen der Außenwand des Ofens und dem gestampften Arbeitsfutter angeordneten Mauerwerk befinden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, einen Isolationsmodulträger bereitzustellen, der sich einfacher montieren lässt. Zudem soll der Isolationsmodulträger die Herstellung von Isolationsmodulen erlauben, mit denen möglichst gut isolierende Ofenisolationen hergestellt werden können, insbesondere solche, bei denen die Module im Schachbrettsystem angeordnet werden können. Vorteilhafterweise erlaubt der erfindungsgemäße Isolationsmodulträger die Herstellung von Isolationsmodulen, die sowohl in den Flächen, als auch in den Randbereichen eingebaut werden können und somit besondere Schlussmodule überflüssig macht. Insbesondere soll das Isolationsmodul mit dem erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger schon vormontiert an der Baustelle angeliefert werden können, sodass eine Vor-Ort-Montage der Isolationsmodule entfällt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Isolationsmodulträger zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte mit zumindest einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung des Isolationsmodulträgers an einer Ofeninnenwand und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks angebracht ist, wobei der Isolationsmodulträger dadurch gekennzeichnet ist, dass die Befestigungseinrichtung über eine Rasteinrichtung verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand befestigbaren Haltebolzen in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann.
  • Unter einer in im Wesentlichen gleichen Raumrichtung wird vorliegend verstanden, dass die Tragarme parallel zueinander angeordnet sind, wobei Abweichungen von beispielsweise 15° oder weniger, vorzugsweise 10° oder weniger auftreten können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass dadurch, dass die Befestigungseinrichtung über eine Rasteinrichtung verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand befestigbaren Haltebolzen in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann, die Montage deutlich zeitsparender erfolgen kann. Es entfällt nicht nur das Verschrauben, sondern es ist für die Montage auch kein spezielles Werkzeug vonnöten. Typischerweise werden zunächst Haltebolzen, beispielsweise Gewindebolzen, als spätere zentrale Befestigungspunkte des Isolationsmoduls auf der Ofeninnenwand aufgeschweißt. Das bereits vormontierte Isolationsmodul braucht dann nur noch auf den Gewindebolzen aufgeschoben werden, wobei das Isolationsmodul durch die Rasteinrichtung fixiert wird. Hierbei ist es ferner von Vorteil, dass die Rasteinrichtung kuppelförmig ausgestaltet sein kann, beispielsweise aus einem kuppelförmig gebogenen Blech, sodass dieses Bauteil eine Federelastizität besitzt und gewissermaßen mit einer Vorspannung auf den Gewindebolzen gedrückt werden kann. Zudem kann die Rasteinrichtung dadurch in einem gewissen Rahmen temperaturbedingte Längenausdehnungen und daraus resultierende Spannungen besser aufnehmen. Ein weiterer Vorteil ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger eine Anordnung der Isolationsmodule im "Schachbrettsystem" möglich ist, bei welchem das folgende Modul um 90° gedreht angeordnet wird. Dadurch kann unter anderem die laterale Wärmeausbreitung in der Ofenisolation vermindert werden.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt, kann bei dem in Fig. 7 dargestellten Isolationsmodulträger aus dem Stand der Technik das Problem auftreten, dass der bündige Abschluss an die Hinterisolation fehlt und damit keine optimale Wärmedämmung gewährleistet ist. Das liegt unter anderem daran, dass bei diesem System zunächst der Isolationsmodulträger (Kammanker) auf die Ofeninnenwand geschraubt und erst anschließend die Isolationswerkstoffblocks seitlich auf die Gabeln des Kammankers geschoben werden. Dabei kann es zum Teil auch unbemerkt zum Verkanten der Isolationswerkstoffblocks kommen und es entstehen in der Folge Hohlräume zwischen der Hinterisolierung und den Isolationswerkstoffblocks sowie auch zwischen den beiden auf einen Kammanker geschobenen Isolationswerkstoffblocks, insbesondere im Bereich der Hinterisolierung. Beim erfindungsgemäßen System wird das bereits vormontierte Modul durch den integrierten Anker direkt senkrecht auf den Haltebolzen geschoben und kann so mit der gesamten Auflage an die Hinterisolierung gedrückt und eingeklickt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers weist die Rasteinrichtung eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung mit einer zentralen Öffnung für den Haltebolzen auf. Unterhalb der zentralen Öffnung in der Basisplatte ist hierbei eine Durchlassöffnung für den Haltebolzen vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung kann vorteilhafterweise von der zentralen Öffnung wenigstens ein Einschnitt abgehen, vorzugsweise vier Einschnitte, die weiter bevorzugt kreuzförmig angeordnet sind. In besonders vorteilhafter Weiterbildung kann der Einschnitt an seinem der zentralen Öffnung gegenüberliegenden Ende in einer vorzugsweise kreisrunden Aussparung enden. Hierdurch wird ein besonders leichtes Aufschieben auf den Haltebolzen, insbesondere den Gewindebolzen, ermöglicht.
  • Das Material der Basisplatte, der Befestigungseinrichtung, der Tragarme und der Haltedorne kann unabhängig voneinander ausgewählt sein aus Stahl, Edelstahl, insbesondere 1.4841, oder auch Nickelbasislegierungen, wie Inconel ® Legierungen, insbesondere Inconel ® 600 und Inconel ® 718, welches vorzugsweise bei Temperaturen von 200 °C bis 500 °C eingesetzt wird. Bevorzugt ist das Material der Basisplatte, der Befestigungseinrichtung, der Tragarme und der Haltedorne vorzugsweise gleich ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers sind die Tragarme aus einem Metallblech gefertigt. Dabei kann auch die Basisplatte aus einem Metallblech gefertigt sein und die Tragarme durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sein. Dies ist sehr vorteilhaft, weil dadurch der Großteil des Isolationsmodulträgers auf einfache Weise in wenigen Arbeitsschritten aus einem einzelnen Blechabschnitt gefertigt werden kann.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger kann zudem vorgesehen sein, dass der Haltedorn des einen Tragarms im wesentlichen parallel zu dem Haltedorn des weiteren Tragarms ausgerichtet ist. Hierdurch wird das Aufschieben der Isolation aus Hochtemperaturwolle erleichtert.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers ist jeder Tragarm mit zwei miteinander fluchtenden Haltedornen ausgestattet. Dadurch kann eine Isolation aus Hochtemperaturwolle schnell und zuverlässig auf dem Isolationsmodulträger befestigt werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Isolationsmodul, umfassend einen erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger und einen Isolationswerkstoffblock, der an dem Isolationsmodulträger befestigt ist, wobei der Isolationswerkstoffblock auf der zur Basisplatte des Isolationsmodulträgers weisenden Seite vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche aufweist.
  • Das Material des Isolationswerkstoffblocks kann ausgewählt sein aus Feuerfest-Vakuumformteilen oder verpressten Hochtemperaturwollen, wobei die erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzte Hochtemperaturwolle vorzugsweise ausgewählt ist aus Erdalkalisilikatwolle (AES), insbesondere aus Calcium-Magnesium-Silikatwolle, Calcium-Silikatwolle und Magnesium-Silikatwolle, aus Aluminium-Silikatwolle (ASW), sowie Aluminium-Silikat-Zirkonwolle und polykristalliner Wolle (PCW) oder Mischungen von diesen.
  • Der Isolationswerkstoffblock ist besonders bevorzugt aus Hochtemperaturwolle gebildet, besonders bevorzugt aus miteinander verpressten Hochtemperaturwollmattenstücken, wobei der Isolationswerkstoffblock eine Halteschnur umfassen kann, mit welcher der Isolationswerkstoffblock zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur zur Relaxation gebracht werden kann. Die Halteschnur kann als beispielsweise als Rundschnur oder auch bandförmig ausgebildet sein.
  • Die Verpressung kann auch durch Montageplatten realisiert werden. Dabei ist der Isolationswerkstoffblock an wenigstens zwei gegenüberliegenden und von der Basisplatte des Isolationsmodulträgers wegweisenden Seitenflächen mit jeweils einer entfernbaren Montageplatte versehen, welche von der Halteschnur umgriffen wird und mit welchen der Isolationswerkstoffblock zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur und Entfernen der Montageplatten zur Relaxation gebracht werden kann. Die Montageplatten sind dabei vorzugsweise so dimensioniert, dass sie die Seitenflächen des Isolationswerkstoffblocks weitestgehend vollständig abdecken. Die Montageplatten bestehen beispielsweise aus Kunststoff.
  • Der Isolationswerkstoffblock kann beispielsweise aus wenigstens zwei, bevorzugt aus 10 oder mehr aufeinanderliegenden Lagen Hochtemperaturwolle gebildet sein.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Isolationsmoduls weist dieses einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz auf, der mit der Durchlassöffnung der Basisplatte und der zentralen Öffnung der Rasteinrichtung fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock erstreckt, wobei der rohrförmige Montageeinsatz vorzugsweise durch ein Kunststoffrohr gebildet ist. Ebenfalls kann der rohrförmige Montageeinsatz durch ein Rohr aus Pappe, Keramik oder Metall gefertigt sein.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auf eine Ofenisolation gerichtet, umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht auf der Ofeninnenwand befestigten Haltebolzen und daran befestigten erfindungsgemäßen Isolationsmodulen sowie optional eine zwischen der Ofeninnenwand und den Isolationsmodulen vorgesehenen Hinterisolierung, beispielsweise aus Vakuumformteilen oder Calciumsilikatplatten, wobei benachbarte Isolationsmodule vorzugsweise um im Wesentlichen 90° zueinander gedreht angeordnet sind. Unter "im Wesentlichen 90°" ist vorliegend eine mögliche Abweichung um bis zu +/- 10°, bevorzugt um bis zu +/- 5°, weiter bevorzugt um bis zu +/- 2° gemeint. Alternativ zu dieser Schachbrettanordnung ist aber auch eine parallele Anordnung möglich.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ofenisolation ist es weiter bevorzugt, dass der Haltebolzen als Gewindebolzen ausgestaltet ist. Aber auch andere Ausgestaltungen sind möglich, die ein Ineingriffbringen mit der Rasteinrichtung des Isolationsmodulträgers erlaubt, wie beispielsweise Bolzen in einer horizontalen Riffelung.
  • Bevorzugt weist der Haltebolzen an seinem der Ofeninnenwand gegenüberliegenden Ende eine Vertiefung zur Zentrierung einer Montagehilfe auf. Hierdurch wird die Montage deutlich erleichtert, da das Montagepersonal optisch kaum überprüfen kann, ob die Montagehilfe mittig aufsitzt.
  • In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ofenisolation kann zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen eine Isoliermatte vorgesehen sein, die an ihren den Stoßkanten zur benachbarten Matte vorzugsweise treppenförmig geschnitten ist. Hierdurch wird die Isolierwirkung weiter gesteigert. Durch das treppenförmige Schneiden wird die Migration von heißen Gasen aus dem Ofen und somit die Bildung von Hitzebrücken erschwert, die Isolierwirkung also zusätzlich gesteigert.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ofenisolation sind die in den Ecken des Ofens angebrachten Isolationsmodule identischer Bauart verglichen mit denen auf den Ofenwänden. Dies ist wie bereits vorstehend erläutert, bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen nicht ohne Weiteres möglich.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ofenisolation umfassend die folgenden Schritte:
    1. a) Befestigung eines Haltebolzens auf der Ofeninnenwand, vorzugsweise mittels Punktschweißen;
    2. b) optionales Positionieren einer stangenförmigen Montagehilfe in der Vertiefung des Haltebolzens, wobei die stangenförmige Montagehilfe zu diesem Zweck mit einem Zentrierdorn ausgerüstet ist, der in die Vertiefung des Haltebolzens eingreift;
    3. c) Aufbringen und Fixieren eines erfindungsgemäßen Isolationsmoduls auf dem Haltebolzen durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung mit dem Haltebolzen, wobei das Aufbringen vorzugweise derart erfolgt, dass das Isolationsmodul mit dem rohrförmigen Montageeinsatz über die stangenförmige Montagehilfe geschoben wird, bis die Rasteinrichtung auf dem Haltebolzen einrastet und anschließend die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt werden;
    4. d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis die Ofeninnenwand zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist und gegebenenfalls Durchtrennen der Halteschnur und gewünschtenfalls Entfernen der Montageplatten.
  • Werden anstelle der Halteschnur Seitenplatten eingesetzt werden diese am Ende des Schrittes d) herausgezogen.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:
    1. 1. Isolationsmodulträger 1 zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte 2 mit zumindest einer Befestigungseinrichtung 3 zur Anbringung des Isolationsmodulträgers 1 an einer Ofeninnenwand 31 und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte 2 in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen 4a, 4b an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn 5a, 5a', 5b, 5b' zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks 6 angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass
      die Befestigungseinrichtung 3 über eine Rasteinrichtung 7 verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand 31 befestigbaren Haltebolzen 8 in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann.
    2. 2. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung 7 eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung 9 mit einer zentralen Öffnung 10 für den Haltebolzen 8 aufweist und unterhalb der zentralen Öffnung 10 in der Basisplatte 2 eine Durchlassöffnung 11 für den Haltebolzen 8 vorgesehen ist.
    3. 3. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der zentralen Öffnung 10 wenigstens ein Einschnitt 12 abgeht, vorzugsweise vier Einschnitte, die weiter bevorzugt kreuzförmig angeordnet sind.
    4. 4. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt an seinem der zentralen Öffnung 10 gegenüberliegenden Ende in einer vorzugsweise kreisrunden Aussparung 13 endet.
    5. 5. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Basisplatte 2, der Befestigungseinrichtung 3, der Tragarme 4a, 4b und der Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Stahl, Edelstahl oder Nickelbasislegierungen, wobei das Material der Basisplatte 2, der Befestigungseinrichtung 3, der Tragarme 4a, 4b und der Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' vorzugsweise gleich ist.
    6. 6. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme 4a, 4b aus einem Metallblech gefertigt sind.
    7. 7. Isolationsmodulträger nach Ausführungsform 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte aus einem Metallblech gefertigt ist und die Tragarme 4a, 4b durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sind.
    8. 8. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedorn 5a, 5a' des einen Tragarms 4a im wesentlichen parallel zu dem Haltedorn 5b, 5b' des weiteren Tragarms 4b ausgerichtet ist.
    9. 9. Isolationsmodulträger nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tragarm 4a, 4b mit zwei miteinander fluchtenden Haltedornen 5a, 5a', 5b, 5b'ausgestattet ist.
    10. 10. Isolationsmodul 20 umfassend einen Isolationsmodulträger 1 nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9 und einen Isolationswerkstoffblock 6, der an dem Isolationsmodulträger 1 befestigt ist, wobei der Isolationswerkstoffblock 6 auf der zur Basisplatte 2 des Isolationsmodulträgers 1 weisenden Seite vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche aufweist.
    11. 11. Isolationsmodul nach Ausführungsform 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Isolationswerkstoffblocks 6 ausgewählt ist aus Feuerfest-Vakuumformteilen oder verpressten Hochtemperaturwollen, wobei die Hochtemperaturwolle vorzugsweise ausgewählt ist aus Erdalkalisilikatwolle (AES), insbesondere aus Calcium-Magnesium-Silikatwolle, Calcium-Silikatwolle und Magnesium-Silikatwolle, aus Aluminium-Silikatwolle (ASW), sowie Aluminium-Silikat-Zirkonwolle und polykristalliner Wolle (PCW) oder Mischungen von diesen.
    12. 12. Isolationsmodul nach Ausführungsform 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock 6 aus Hochtemperaturwolle gebildet ist und eine Halteschnur 14 umfasst, mit welcher der Isolationswerkstoffblock 6 zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur 14 zur Relaxation gebracht werden kann.
    13. 13. Isolationsmodul nach Ausführungsform 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock 6 an wenigstens zwei gegenüberliegenden und von der Basisplatte 2 des Isolationsmodulträgers 1 wegweisenden Seitenflächen mit jeweils einer entfernbaren Montageplatte versehen ist, welche von der Halteschnur 14 umgriffen wird und mit welchen der Isolationswerkstoffblock 6 zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur 14 und Entfernen der Montageplatten zur Relaxation gebracht werden kann.
    14. 14. Isolationsmodul nach einer der Ausführungsformen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock 6 aus wenigstens zwei, bevorzugt aus 10 oder mehr, aufeinanderliegenden Lagen Hochtemperaturwolle gebildet ist.
    15. 15. Isolationsmodul nach einer der Ausführungsformen 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmodul 20 einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz aufweist, der mit der Durchlassöffnung 11 der Basisplatte 2 und der zentralen Öffnung 10 der Rasteinrichtung 7 fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte 2 wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock 6 erstreckt, wobei der rohrförmige Montageeinsatz vorzugsweise durch ein Kunststoffrohr gebildet ist.
    16. 16. Ofenisolation 30 umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht auf der Ofeninnenwand 31 befestigten Haltebolzen 8 und daran befestigten Isolationsmodulen 20 nach einer der Ausführungsformen 10 bis 15 sowie optional eine zwischen der Ofeninnenwand 31 und den Isolationsmodulen 20 vorgesehenen Hinterisolierung 32, wobei benachbarte Isolationsmodule vorzugsweise um im Wesentlichen 90° zueinander gedreht angeordnet sind.
    17. 17. Ofenisolation nach Ausführungsform 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen 8 als Gewindebolzen ausgestaltet ist.
    18. 18. Ofenisolation nach Ausführungsform 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen 8 an seinem der Ofeninnenwand gegenüberliegenden Ende eine Vertiefung 15 zur Zentrierung einer Montagehilfe aufweist.
    19. 19. Ofenisolation nach einer der Ausführungsformen 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen 20 eine Isoliermatte 33 vorgesehen ist, die an ihren den Stoßkanten zur benachbarten Matte vorzugsweise treppenförmig geschnitten ist.
    20. 20. Ofenisolation nach einer der Ausführungsformen 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Ecken des Ofens angebrachten Isolationsmodule identischer Bauart verglichen mit denen auf den Ofenwänden sind.
    21. 21. Verfahren zur Herstellung einer Ofenisolation 30 nach einer der Ausführungsformen 16 bis 20 umfassend die folgenden Schritte:
      1. a) Befestigung eines Haltebolzens 8 auf der Ofeninnenwand 31, vorzugsweise mittels Punktschweißen;
      2. b) optionales Positionieren einer stangenförmigen Montagehilfe in der Vertiefung 15 des Haltebolzens 8, wobei die stangenförmige Montagehilfe zu diesem Zweck mit einem Zentrierdorn ausgerüstet ist, der in die Vertiefung15 des Haltebolzens 8 eingreift;
      3. c) Aufbringen und Fixieren eines Isolationsmoduls 20 gemäß einer der Ausführungsformen 10 bis 15 auf dem Haltebolzen 8 durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung 7 mit dem Haltebolzen 8, wobei das Aufbringen vorzugweise derart erfolgt, dass das Isolationsmodul 20 mit dem rohrförmigen Montageeinsatz über die stangenförmige Montagehilfe geschoben wird, bis die Rasteinrichtung 7 auf dem Haltebolzen 8 einrastet und anschließend die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt werden;
      4. d) Wiederholen der Schritte a bis c bis die Ofeninnenwand 31 zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist und gegebenenfalls Durchtrennen der Halteschnur 14 und gewünschtenfalls Entfernen der Montageplatten.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Fign. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigt
    • Fig. 1
    eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Isolationsmodulträgers in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben,
    Fig. 2
    den Isolationsmodulträger aus Fig.1 in der Draufsicht,
    Fig. 3
    den Isolationsmodulträger aus Fig.2 in Schrittansicht entlang der Linie A - A,
    Fig. 4
    den Isolationsmodulträger aus Fig.2 in Schrittansicht entlang der Linie B - B,
    Fig. 5
    einen Isolationswerkstoffblock für einen erfindungsgemäßen Isolationsmodulträger,
    Fig. 6
    einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Ofenisolation,
    Fig. 7
    ein Isolationsmodul gemäß dem Stand der Technik in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben, sowie
    Fig. 8
    ein erfindungsgemäßes Isolationsmodul in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben.
  • In den Fign. 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßer Isolationsmodulträger 1 zur Ofenauskleidung dargestellt, dabei in Fig. 1 in 3-dimensionaler Darstellung von schräg oben, in Fig. 2 in der Draufsicht, in Fig. 3 in Schrittansicht entlang der Linie A - A aus Fig. 2 und in Fig. 4 in Schrittansicht entlang der Linie B - B aus Fig. 2. Der Isolationsmodulträger 1 besteht vorliegend aus Edelstahl und umfasst eine Basisplatte 2 mit einer Befestigungseinrichtung 3 zur Anbringung des Isolationsmodulträgers 1 an einer Ofeninnenwand 31 und zwei von der Oberseite der Basisplatte 2 rechtwinklig abgehenden Tragarmen 4a, 4b. An jedem Tragarm 4a, 4b sind jeweils zwei Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks 6 angebracht, wobei die Haltedorne 5a, 5a' des einen Tragarms 4a im wesentlichen parallel zu den Haltedornen 5b, 5b' des weiteren Tragarms 4b ausgerichtet sind. Dabei fluchten die Haltedorne 5a, 5a' des ersten Tragarms 4a miteinander und die Haltedorne 5b, 5b' des zweiten Tragarms 4b miteinander. Die Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' sind an ihrem freien Ende spitz zulaufend ausgeführt, was ein Aufstecken eines Isolationswerkstoffblocks 6 erleichtert.
  • Die Befestigungseinrichtung 3 verfügt über eine Rasteinrichtung 7, die mit einem an der Ofeninnwand 31 befestigbaren Haltebolzen 8 in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann. Der Haltebolzen 8 verfügt zu diesem Zweck über ein Außengewinde in welches die Kanten der Rasteinrichtung 7 eingreifen. Die Rasteinrichtung 7 weist eine von der Oberseite der Basisplatte 2 wegweisende kuppelförmige Erhebung 9 mit einer zentralen Öffnung 10 für den Haltebolzen 8 auf. Unterhalb der zentralen Öffnung 10 ist in der Basisplatte 2 zudem eine Durchlassöffnung 11 für den Haltebolzen 8 vorgesehen. Von der zentralen Öffnung 10 gehen vier Einschnitte 12 ab, die weiter kreuzförmig angeordnet sind und an dem der zentralen Öffnung 10 gegenüberliegenden Ende jeweils in einer kreisrunden Aussparung 13 enden.
  • Die Herstellung des Isolationsmodulträgers 1 erfolgt aus einem Metallblech, wobei die Tragarme 4a, 4b durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sind. Der verbleibende Teil des Metallblechs bildet dann die Basisplatte 2, sodass ein Materialverschnitt entsteht. Anschließen werden die Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' an die Tragarme 4a, 4b angeschweißt und ebenso die Befestigungseinrichtung 3 auf die Basisplatte 2.
  • In Fig. 5 ist ein Isolationswerkstoffblock 6 aus fünf aufeinanderliegenden Lagen verpresster Hochtemperaturwolle gezeigt, der auf die Haltedorne 5a, 5a', 5b, 5b' des Isolationsmodulträgers 1 geschoben wird, sodass ein Isolationsmodul 20 gebildet wird. Der Isolationswerkstoffblock 6 ist mittels mehrerer Halteschnüre 14 zur Montage vorgespannt. Nach erfolgter Montage werden die Halteschnüre 14 durchtrennt und der Isolationswerkstoffblock 6 so zur Relaxation gebracht. Dadurch werden die bei der Montage einer Ofenisolation 30 entstehenden Zwischenräume zwischen den Isolationsmodulen 20 geschlossen.
  • Fig. 6 zeigt eine Ofenisolation 30 aus einer Vielzahl von auf einer Ofeninnenwand 31 befestigten erfindungsgemäßen Isolationsmodulen 20. Zwischen der Ofeninnenwand 31 und den Isolationsmodulen 20 ist zudem eine Hinterisolierung 32 angebracht. Zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen 20 ist jeweils eine Isoliermatte 33 vorgesehen ist.
  • Zur Herstellung der Ofenisolation 30 werden zunächst die Haltebolzen 8 in vorbestimmten Positionen auf der Ofeninnenwand 31 mittels Punktschweißen befestigt. Die Positionierung kann mittels eines Kreuzlinienlasers erfolgen oder durch ein Schnurgerüst mit Kreideschnur, mit deren Hilfe das Raster auf die Ofeninnenwand 31 übertragen werden kann. Als nächstes kann eine mit einem Zentrierdorn ausgerüstete stangenförmige Montagehilfe in einer Vertiefung 15 des Haltebolzens 8 positioniert werden. In diesem Falle weist das Isolationsmodul 20 einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz in Form eines Kunststoffrohrs auf, der mit der Durchlassöffnung 11 der Basisplatte 2 und der zentralen Öffnung 10 der Rasteinrichtung 7 fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte 2 wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock 6 erstreckt. Das Isolationsmodul 20 wird nun mit dem Kunststoffrohr als Führung auf die stangenförmige Montagehilfe geschoben und auf die Ofeninnenwand 31 gedrückt, sodass durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung 7 mit dem Haltebolzen 8 das Isolationsmodul 20 fixiert wird. Durch das Zusammenspiel von Kunststoffrohr und Montagehilfe wird die Rasteinrichtung 7 präzise auf den Haltebolzen 8 geführt. Anschließend werden die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt. Da der Isolationswerkstoffblock 6 vorgespannt ist, schließt sich die Öffnung für das Kunststoffrohr nach dessen Entfernen von selbst.
  • Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis die Ofeninnenwand 31 zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist. Dabei wird nach jeder so erzeugten horizontalen Lage an Isolationsmodulen 20 hierauf eine Lage einer Isoliermatte 33 aufgebracht. Anschließend werden die Halteschnüre 14 der Isolationswerkstoffblocks 6 durchtrennt und herausgezogen, wodurch sich die Spalten zwischen den Isolationsmodulen 20 schließen und auch die Isoliermatte 33 eingeklemmt und damit fixiert wird.
  • In Fig. 7 ist ein Isolationsmodul 21 gemäß dem Stand der Technik in dreidimensionaler Darstellung von schräg oben gezeigt. Das nicht erfindungsgemäße Isolationsmodul 21 umfasst einen auf die Ofenninnenwand 31 aufzuschraubenden Isolationsmodulträger 21 und einen daran befestigten Isolationswerkstoffblock 6. Der Isolationswerkstoffblock 6 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit durchsichtig gezeichnet. In Fig. 8 ist zum direkten Vergleich der erfindungsgemäße Isolationsmodulträger 20 in derselben Perspektive gezeigt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Isolationsmodulträger
    2
    Basisplatte
    3
    Befestigungseinrichtung
    4a, 4b
    Tragarm
    5a, 5a', 5b, 5b'
    Haltedorn
    6
    Isolationswerkstoffblock
    7
    Rasteinrichtung
    8
    Haltebolzen
    9
    kuppelförmige Erhebung
    10
    zentrale Öffnung
    11
    Durchlassöffnung
    12
    Einschnitt
    13
    kreisrunde Aussparung
    14
    Halteschnur
    15
    Vertiefung zur Zentrierung einer Montagehilfe
    20
    Isolationsmodul (erfindungsgemäß)
    21
    Isolationsmodul (Stand der Technik)
    30
    Ofenisolation
    31
    Ofeninnenwand
    32
    Hinterisolierung
    33
    Isoliermatte

Claims (15)

  1. Isolationsmodulträger (1) zur Ofenauskleidung, umfassend eine Basisplatte (2) mit zumindest einer Befestigungseinrichtung (3) zur Anbringung des Isolationsmodulträgers (1) an einer Ofeninnenwand (31) und wenigstens zwei von der Oberseite der Basisplatte (2) in im Wesentlichen gleiche Raumrichtung weisenden Tragarmen (4a, 4b) an denen jeweils wenigstens ein Haltedorn (5a, 5a', 5b, 5b') zur Befestigung eines Isolationswerkstoffblocks (6) angebracht ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Befestigungseinrichtung (3) über eine Rasteinrichtung (7) verfügt, die mit einem an der Ofeninnwand (31) befestigbaren Haltebolzen (8) in Eingriff gebracht und lösbar verbunden werden kann.
  2. Isolationsmodulträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (7) eine von der Oberseite der Basisplatte wegweisende kuppelförmige Erhebung (9) mit einer zentralen Öffnung (10) für den Haltebolzen (8) aufweist und unterhalb der zentralen Öffnung (10) in der Basisplatte (2) eine Durchlassöffnung (11) für den Haltebolzen (8) vorgesehen ist.
  3. Isolationsmodulträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der zentralen Öffnung (10) wenigstens ein Einschnitt (12) abgeht, vorzugsweise vier Einschnitte, die weiter bevorzugt kreuzförmig angeordnet sind, wobei der Einschnitt bevorzugt an seinem der zentralen Öffnung (10) gegenüberliegenden Ende in einer vorzugsweise kreisrunden Aussparung (13) endet.
  4. Isolationsmodulträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Basisplatte (2), der Befestigungseinrichtung (3), der Tragarme (4a, 4b) und der Haltedorne (5a, 5a', 5b, 5b') unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Stahl, Edelstahl oder Nickelbasislegierungen, wobei das Material der Basisplatte (2), der Befestigungseinrichtung (3), der Tragarme (4a, 4b) und der Haltedorne (5a, 5a', 5b, 5b') vorzugsweise gleich ist und/oder die Tragarme (4a, 4b) aus einem Metallblech gefertigt sind, wobei die Basisplatte (2) bevorzugt aus einem Metallblech gefertigt ist und die Tragarme (4a, 4b) durch Einschneiden und vorzugsweise rechtwinkliges Abkanten des Metallblechs gebildet sind.
  5. Isolationsmodulträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedorn (5a, 5a') des einen Tragarms (4a) im wesentlichen parallel zu dem Haltedorn (5b, 5b') des weiteren Tragarms (4b) ausgerichtet ist und/oder jeder Tragarm (4a, 4b) mit zwei miteinander fluchtenden Haltedornen (5a, 5a', 5b, 5b') ausgestattet ist.
  6. Isolationsmodul (20) umfassend einen Isolationsmodulträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einen Isolationswerkstoffblock (6), der an dem Isolationsmodulträger (1) befestigt ist, wobei der Isolationswerkstoffblock (6) auf der zur Basisplatte (2) des Isolationsmodulträgers (1) weisenden Seite vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Grundfläche aufweist.
  7. Isolationsmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Isolationswerkstoffblocks (6) ausgewählt ist aus Feuerfest-Vakuumformteilen oder verpressten Hochtemperaturwollen, wobei die Hochtemperaturwolle vorzugsweise ausgewählt ist aus Erdalkalisilikatwolle (AES), insbesondere aus Calcium-Magnesium-Silikatwolle, Calcium-Silikatwolle und Magnesium-Silikatwolle, aus Aluminium-Silikatwolle (ASW), sowie Aluminium-Silikat-Zirkonwolle und polykristalliner Wolle (PCW) oder Mischungen von diesen, wobei der Isolationswerkstoffblock (6) vorzugsweise aus Hochtemperaturwolle gebildet ist und eine Halteschnur (14) umfasst, mit welcher der Isolationswerkstoffblock (6) zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur (14) zur Relaxation gebracht werden kann.
  8. Isolationsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock (6) an wenigstens zwei gegenüberliegenden und von der Basisplatte (2) des Isolationsmodulträgers (1) wegweisenden Seitenflächen mit jeweils einer entfernbaren Montageplatte versehen ist, welche von der Halteschnur (14) umgriffen wird und mit welchen der Isolationswerkstoffblock (6) zur Montage vorgespannt und nach erfolgter Montage mittels Durchtrennen der Halteschnur (14) und Entfernen der Montageplatten zur Relaxation gebracht werden kann.
  9. Isolationsmodul nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationswerkstoffblock (6) aus wenigstens zwei, bevorzugt aus 10 oder mehr, aufeinanderliegenden Lagen Hochtemperaturwolle gebildet ist.
  10. Isolationsmodul nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmodul (20) einen lösbaren rohrförmigen Montageeinsatz aufweist, der mit der Durchlassöffnung (11) der Basisplatte (2) und der zentralen Öffnung (10) der Rasteinrichtung (7) fluchtet und sich im Wesentlichen vertikal von der Basisplatte (2) wegweisend durch den Isolationswerkstoffblock (6) erstreckt, wobei der rohrförmige Montageeinsatz vorzugsweise durch ein Kunststoffrohr gebildet ist.
  11. Ofenisolation (30) umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht auf der Ofeninnenwand (31) befestigten Haltebolzen (8) und daran befestigten Isolationsmodulen (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 sowie optional eine zwischen der Ofeninnenwand (31) und den Isolationsmodulen (20) vorgesehenen Hinterisolierung (32), wobei benachbarte Isolationsmodule vorzugsweise um im Wesentlichen 90° zueinander gedreht angeordnet sind.
  12. Ofenisolation nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen (8) als Gewindebolzen ausgestaltet ist und/oder der Haltebolzen (8) an seinem der Ofeninnenwand gegenüberliegenden Ende eine Vertiefung (15) zur Zentrierung einer Montagehilfe aufweist.
  13. Ofenisolation nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei horizontalen Reihen von Isolationsmodulen (20) eine Isoliermatte (33) vorgesehen ist, die an ihren den Stoßkanten zur benachbarten Matte vorzugsweise treppenförmig geschnitten ist.
  14. Ofenisolation nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Ecken des Ofens angebrachten Isolationsmodule identischer Bauart verglichen mit denen auf den Ofenwänden sind.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Ofenisolation (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 14 umfassend die folgenden Schritte:
    a) Befestigung eines Haltebolzens (8) auf der Ofeninnenwand (31), vorzugsweise mittels Punktschweißen;
    b) optionales Positionieren einer stangenförmigen Montagehilfe in der Vertiefung (15) des Haltebolzens (8), wobei die stangenförmige Montagehilfe zu diesem Zweck mit einem Zentrierdorn ausgerüstet ist, der in die Vertiefung(15) des Haltebolzens (8) eingreift;
    c) Aufbringen und Fixieren eines Isolationsmoduls (20) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 auf dem Haltebolzen (8) durch Ineingriffbringen der Rasteinrichtung (7) mit dem Haltebolzen (8), wobei das Aufbringen vorzugweise derart erfolgt, dass das Isolationsmodul (20) mit dem rohrförmigen Montageeinsatz über die stangenförmige Montagehilfe geschoben wird, bis die Rasteinrichtung (7) auf dem Haltebolzen (8) einrastet und anschließend die Montagehilfe und der rohrförmige Montageeinsatz entfernt werden;
    d) Wiederholen der Schritte a) bis c) bis die Ofeninnenwand (31) zumindest abschnittsweise ausgekleidet ist und gegebenenfalls Durchtrennen der Halteschnur (14) und gewünschtenfalls Entfernen der Montageplatten.
EP22185453.2A 2021-07-26 2022-07-18 Isolationsmodulträger zur ofenauskleidung Withdrawn EP4124814A1 (de)

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Citations (3)

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