DE19941746A1 - Dämmformkörper und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dämmformkörper (1) mit einer verpressten Isolationsschicht (2), insbesondere eine Wärmedämmplatte aus mikroporösem Isolationsmaterial, der biegbar ist und sich an den zu isolierenden Untergrund, insbesondere Rohre anschmiegt. Dies wird dadurch erreicht, dass zumindest die Isolationsschicht (2) an ihrer Breitseite (1a) nutförmige Einprägungen (4) aufweist, die entlang einer Biegelinie (B) ausgerichtet sind. Der Dämmformkörper (1) wird mit einer Umhüllung (3) umgeben. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dämmformkörpers (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dämmformkörper mit einer verpressten Isolationsschicht, insbesondere Wärmedämmplatte aus mikroporösem Isolationsmaterial, der biegbar bzw. flexibel ist und sich an den zu isolierenden Untergrund, insbesondere Rohre schmiegsam anpasst.

Die Isolation von Rohren (z. B. Fernwärmerohre) oder anderen nicht gleichmäßig planen Untergründen und unkonturierten Oberflächen bringt bei der Verwendung von verpressten Isolationsschichten aus mikroporösem Isolationsmaterial (Wärmeleitfähigkeit < 0,1 W/mK) Probleme bezüglich der Formbarkeit dieser Isolierkörper mit sich, da diese - im Gegensatz zu unverpressten Isolierplatten aus Mineralfaser oder dgl. - wegen der hohen Verpressung kaum oder überhaupt nicht biegbar sind.

Aus der EP 0 829 346 A2 des Anmelders ist bereits ein Wärmedämmformkörper bekannt, welcher begrenzt biegbar oder schmiegsam ist. Dies wird dadurch erreicht, daß eine relativ dünne isolierende Mittelschicht oben und unten von einer biegsamen Lage aus keramischem Papier, Folie, Pappe oder Vlies umgeben und außen mit einer schrumpffähigen Kunststoffolie umhüllt ist. Ein Problem der bekannten biegsamen Wärmedämmformkörper ist jedoch, daß nur begrenzte Radien damit formbar sind, insbesondere bei größerer Dicke der so gebildeten Wärmedämmformkörper. Der noch ohne Brechen oder Zerbröseln der Isolationsschicht biegbare Radius ist insbesondere eine Funktion der Dicke und Verpressung. Je geringer somit der geforderte Radius ist, desto dünner und geringer verdichtet muß auch die Plattenschicht sein, um einen Bruch der Platten zu vermeiden. Für kleine Biegeradien bzw. kleinere Rohrdurchmesser stehen somit nur relativ dünnwandige Wärmedämmformkörper zur Verfügung, so daß für eine hochisolierende Dämmung oft mehrere derartiger Schalen übereinander am Rohrmantel befestigt werden müssen. Die andere Alternative, nämlich die Reduzierung des ansonsten bei glatten Platten üblichen Pressdrucks von ca. 1 MPa, würde zudem zu einer Vergrößerung der Wärmeleitfähigkeit weit über den eingangs genannten Wert hinaus führen, so daß die Verwendung von nur gering verpressten, mikroporösen Materialien unwirtschaftlich würde.

Aus der DE 41 06 727 C2 des Anmelders ist weiterhin ein Wärmedämmformkörper bekannt, in welchen mittig eine vorzugsweise geriffelte Metallfolie eingepresst ist, um die Belastungen beim Biegen zu vermindern. Hier kommt zu den oben geschilderten Problemen hinzu, daß zum einen die Herstellung komplexer und teurer ist, da zusätzlich Metallfolie eingebracht werden muß, und zum anderen die Metallfolienschicht eine Reduzierung der Wärmedämmung mit sich bringt. Dies könnte auf dem Wege einer größeren Plattendicke ausgeglichen werden, was jedoch wiederum, wie oben geschildert, den noch biegbaren Radius einschränkt.

Da jedoch zunehmend zum Isolieren von Heizrohren, sehr kleine Radien isoliert werden müssen und trotzdem eine möglichst gute Dämmung erzielt werden soll, ist es - ähnlich wie bei den vorstehenden Mehrfachschalen - bekannt, dünnwandige Isolierplatten mehrmals um die zu isolierenden Rohre herumzuwickeln, um so die gewünschte Materialstärke und damit Isolierfähigkeit zu erhalten. Ferner ist bekannt, anstelle von durchgehenden Schalen oder einstückigen Platten in Längsstreifen gefertigte Platten zu verwenden. Dabei sind einzelne schmale, leistenförmige Abschnitte aus Isolationsmaterial durch eine abgenähte Gewebeschicht miteinander verbunden.

Hauptproblem dieser Isolierart ist jedoch, daß die Zwischenbereiche dieser Platten einzig aus der Gewebeumhüllung bestehen. Diese abgenähten Stege ohne mikroporöses Isoliermaterial stellen jedoch Wärme- bzw. Kältebrücken dar, die die gesamte Isolationsfähigkeit stark reduzieren, insbesondere im Bereich der Absteppung, so daß auch hier häufig eine mehrschichtige Isolierung mit entsprechendem Arbeitsaufwand montiert werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Dämmformkörper mit verbesserter Biegbarkeit auch bei dickeren Wandstärken zu schaffen, der die bekannten Nachteile vermeidet. Ferner soll ein vereinfachtes Verfahren zu dessen Herstellung bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Dämmformkörper nach Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 7. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Dämmformkörpers ist, daß dieser passgenau und einfach an konkave oder konvexe Oberflächen, auch unregelmäßige, und insbesondere an rohrförmige mit beliebigen Radien angepaßt werden kann. Der Dämmformkörper schmiegt sich auch bei dickeren Wandstärken des mikroporösen Isoliermaterials passgenau an die Oberflächen an, wobei die Isolationsschicht mit hohen Drücken von ca. 1 MPa verpresst werden kann, um die Wärmeleitfähigkeit bei den gewünschten Werten zu halten. Dabei entstehen keine unerwünschten Hohlräume, welche die Isolationsfähigkeiten einschränken oder einen Plattenbruch begünstigen könnten.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die Abhängigkeitsbeziehung des Biegeradius von der Dicke des Dämmformkörpers aufgehoben wird. Der Dämmformkörper kann in nahezu jeder beliebigen, für eine ausreichende Isolation notwendigen Dicke gestaltet werden, ohne daß die Paßgenauigkeit eingeschränkt ist. Somit können unabhängig von der Dicke des Dämmformkörpers nahezu beliebig kleine Radien isoliert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführung des Dämmformkörpers;

Fig. 2 einen Querschnitt einer weiteren Ausführung eines Dämmformkörpers mit angedeuteter Perspektive; und

Fig. 3 einen Querschnitt eines Dämmformkörpers in Anwendung bei einem zu isolierenden Rohr.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht ein Dämmformkörper 1 aus einer Schicht 2 aus punktiert gezeichnetem Isolationsmaterial, insbesondere aus mikroporösem Isolationsmaterial, umgeben von einer Umhüllung 3. In die Isolationsschicht 2 sind senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtete Einprägungen 4 eingepresst. Diese bevorzugt mit gleichem Teilungsabstand eingepreßten, nutförmigen Einprägungen 4 bewirken, daß der Dämmformkörper 1 beim Abbiegen entlang der Biegelinie B (vgl. Fig. 2), insbesondere beim Umwickeln eines Rohres (vgl. Fig. 3) nicht bricht, was zur Zerstörung der Isolationsschicht 2 führen würde, sondern weitgehend flexibel bzw. biegbar ist.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform 10 des Dämmformkörpers 1. Im Gegensatz zum Dämmformkörper 1, wie dieser in Fig. 1 dargestellt ist und nur die Isolationschicht 2 profiliert ist, während sich die folienartige Umhüllung 3 über die Einprägungen 4 spannt, sind hier sowohl die Isolierschicht 2 als auch die Umhüllung 3 profiliert. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Umhüllung 3 bei Isolation von Rohren mit sehr engen Radien nicht reißen kann, da keine Spannung auf die Umhüllung 3 einwirkt. Entsprechendes gilt für die bevorzugt vorgesehene, in Wellenlinien dargestellte Lagerschicht 5 aus keramischen Papier oder Vlies, das zur Verstärkung der Isolationsschicht 2 vor der Umhüllung des Dämmformkörpers 1 bevorzugt auf beiden Hauptflächen bzw. Breitseiten 1a aufgebracht wird. Um zu vermeiden, daß die Umhüllung 3 und/oder Lagerschicht 5 durch den Prägevorgang für die Einprägungen 4 beschädigt werden könnte, wird die Isolierschicht 2 bevorzugt mit einem geringerem Druck als bei der Ausführung nach Fig. 1 verpresst, da durch den Prägevorgang eine weitere Verdichtung auf die gewünschte Enddichte erfolgt.

Fig. 3 zeigt die Anwendung des Dämmformkörpers 1 bei der Umhüllung eines Rohres 8. Es wird deutlich, daß der Dämmformkörper 1 passgenau um das zu isolierende Rohr 8 gelegt werden kann. Die in Fig. 1 angedeutete Länge 1 des Dämmformkörpers 1 entspricht dabei dem Umfang des Rohres 8, so daß lediglich an der beispielsweise von einem Klebeband 9 abgedeckten Stoßstelle 7 eine etwas geringere Isolierung vorhanden ist. Deutlich wird auch, daß - entgegen der eingangs beschriebenen Gewebeabstepplösung - entlang des Rohrumfanges keine zentimeterbreiten Stellen an dem Dämmformkörper 1 vorhanden sind, die nicht aus Isoliermaterial 2 bestünden. Es sind somit keine Kältebrücken vorhanden, welche die Isolationsfähigkeit des Dämmformkörpers 1 einschränken könnten.

Die Form der nutförmigen Einprägungen 4 auf einer oder beiden Breitseiten 1a des Dämmformkörpers 1 ist weitgehend beliebig. Sie können beispielsweise halbrund, U-förmig oder dreieckig bzw. V-förmig mit leichten Abrundungen sein. Die Tiefe und Anzahl der Einprägungen 4 pro Fläche (Teilungsabstand) ist vorwiegend vom angestrebten Biegeradius abhängig. Um jedoch Gegenstände mit sehr geringen Radien einhüllen zu können, bedarf es einer gewissen Anzahl an Einprägungen 4, da ansonsten Hohlräume zwischen dem Dämmformkörper 1 und dem Gegenstand verbleiben könnten. Außerdem droht bei zu geringer Zahl die Gefahr des Bruches des Dämmformkörpers 1, insbesondere bei Verwendung dicker Dämmformkörper 1. Auch ist es unter dem Aspekt der Isolationsfähigkeit günstiger, mehrere kleinere Einprägungen 4 mit geringerer Tiefe vorzusehen als nur einige wenige, sehr tiefe Profilierungen 4. Wie in Fig. 2 und 3 mit dem Bezugszeichen 6 angedeutet, sind jedoch Mikrorisse in der Isolierschicht 2 nicht schädlich, da an diesen Mikrorissen 6 entstehende "Brösel" bzw. Pulver des mikroporösen Isoliermaterials die Haarrisse von selbst wieder schließen und somit die noch verbleibende Isolationsschicht 2 bzw. die Isolationseigenschaften des Dämmformkörpers 1 nicht beeinträchtigen.

Die Einprägungen 4 sind zur vereinfachten Herstellung bevorzugt nur auf einer Breitseite 1a des Dämmformkörpers 1 vorgesehen, auch wenn es insbesondere für konkave/konvexe Übergänge möglich ist, beide Seiten mit Einprägungen 4 zu versehen. Dies würde zudem den Vorteil mit sich bringen, daß die Tiefe der Einprägungen 4 sehr gering gehalten werden kann, ohne daß die Flexibilität abnimmt. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn die Einprägungen 4 der beiden Hauptseiten des Dämmformkörpers 1 zueinander versetzt sind, sozusagen auf Lücke stehen, da dann die Dicke des Dämmformkörpers 1 nur unwesentlich reduziert wird. Weiter ist von Vorteil, daß beim Biegen des Dämmformkörpers 1 dieser Ausführungsart sich die Einprägung 4 auf der Unterseite (zum Rohr 8 hin) schließt. So wird die Dicke des zur Verfügung stehenden Isoliermaterials des Dämmformkörpers 1 nur unwesentlich reduziert.

Der Isolationsschicht 2 des Dämmformkörpers 1 kann in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung variieren. Nachfolgend sei eine besonders bevorzugte Zusammensetzung beispielhaft beschrieben:
63,7 Gew.-% feinteiliges Metalloxid;
30,2 Gew.-% Trübungsmittel;
6,1 Gew.-% Fasermaterial.

Vorzugsweise verwendete feinteilige Metalloxide sind pyrogen erzeugte Kieselsäuren, einschließlich Lichtbogenkieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Siliciumoxidaerogele, Aluminiumoxide, sowie deren Mischungen. Beispiele für Trübungsmittel sind Titandioxid, Ilmenit, Zirkondioxid und Zirkonsilikat, sowie deren Mischungen. Für Fasermaterialien seinen beispielhaft genannt: keramische Fasern, mineralische Fasern, Aluminiumsilikatfaser.

Die Isolationsschicht 2 des Dämmformkörpers 1 kann, wie vorstehend erwähnt, außerdem zusätzlich unter der Umhüllung 3 noch von einer oder mehreren Lagerschichten 5, z. B. aus Pappe, keramischen Papier oder Vlies, umgeben sein, je nach gewünschter Anwendung des Dämmformkörpers 1. Ferner kann die Isolationsschicht 2 selbst auch mehrschichtig sein, z. B. in Sandwichform aus Isolationsmaterial unterschiedlicher Isolationsfähigkeiten. Auch diese Ausführungen ermöglichen es, die Einprägungen 4 sowohl vor als auch nach dem Anbringen dieser zusätzlicher Schichten bzw. der Umhüllung vorzunehmen.

Beim Abbiegen und Formen des Dämmformkörpers 1 können die vorstehend erwähnten haarfeinen Mikrorisse 6 auftreten, die zum Teil sogar erwünscht sind, da sie durch Isolationsmaterial 2, welches im Bereich des Mikrorisses 6 gelockert wird, wieder aufgefüllt werden. Die Mikrorisse 6 haben somit keinen negativen Einfluß auf das Isolationsverhalten des Dämmformkörpers 1 und beeinträchtigen auch dessen Stabilität und Haltbarkeit kaum. Die Umhüllung 3 des Dämmformkörpers 1 besteht bevorzugt aus thermisch vernetzbarer Kunststoffolie, welche aufgeschrumpft wird. Es ist jedoch ebenso möglich eine Verbundfolie als Umhüllung 3 anzubringen.

Zur Herstellung des Dämmformkörpers 1 wird die mittlere Isolationsschicht 2 nach dem Verpressen (Pressdruck ca. 1 MPa) mit den Einprägungen 4 versehen. Dies erfolgt bevorzugt mittels leistenförmiger Druckbalken, die getaktet auf die Breitseite 1a gepreßt werden, während der Dämmformkörper 1 mit festgelegter Geschwindigkeit darunter hindurchläuft. Für die Herstellung von später auf den Rohrdurchmesser abzulängenden Endlosisolierungen ist es vorteilhaft, die Einprägungen 4 mittels Profilwalzen einzupressen. Bei diesen beiden Verfahren erfolgt die Bewegung des Isolationsmaterials 2 quer zur Biegelinie B. Ein weiteres Verfahren sieht vor, die Einprägungen 4 mit in Biegelinie B verfahrbaren Prägerädern in die Isolationsschicht 2 einzudrücken. Dies ist zu bevorzugen, wenn der Dämmformkörper 1 bereits vor dem Umhüllen profiliert wird, da ansonsten die Gefahr der Beschädigung der Umhüllung 3 bestehen könnte. Ferner ist es möglich, den Dämmformkörper 1 nach dem Verpressen der Isolationsschicht 2 zuerst mit der Umhüllung 3 zu versehen und erst dann die Einprägungen 4 vorzunehmen, die ggf. auch einander kreuzend vorgesehen sein können, wenn die spätere Biegelinie B noch nicht festliegt bzw. mehrere Biegelinien B, z. B. bei dreidimensional gekrümmten Rohrkrümmern vorliegen.

Auch kann die Herstellung des Dämmformkörpers 1 dadurch erfolgen, daß die Isolationsschicht 2 vor dem Prägevorgang der Einprägungen 4 mit ca. 0,8 MPa nur teilweise auf die angestrebte Enddichte verpresst wird. Die Verpressung auf die gewünschte Enddichte bzw. weitere Verdichtung erfolgt dann zusammen mit dem Prägevorgang, da dieser aufgrund von Materialverdrängung in den nutförmigen Einprägungen 4 mit bevorzugten V- oder U- Querschnitten stets zu einer gewissen Weiterverdichtung führt, z. B. um ca. 30% bei der Rillengestaltung gemäß Fig. 2, nämlich mit relativ engstehenden und tiefen Einprägungen 4.

Claims (10)

1. Dämmformkörper mit einer verpressten Isolationsschicht, insbesondere Wärmedämmplatte aus mikroporösem Isolationsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmformkörper (1) an zumindest einer Breitseite (1a) nutförmige Einprägungen (4) aufweist, die entlang einer Biegelinie (B) ausgerichtet sind.

2. Dämmformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Isolationsschicht (2) die Einprägungen (4), insbesondere in gleichmäßigem Teilungsabstand aufweist.

3. Dämmformkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmformkörper (1) von einer Umhüllung (3) und/oder einer Lagerschicht (5) aus keramischen Papier, Folie, Vlies u. dgl. umgeben ist.

4. Dämmformkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Isolationsschicht (2) als auch die Umhüllung (3) und/oder Lagerschicht (5) die Einprägungen (4) aufweisen.

5. Dämmformkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägungen (4) im Querschnitt U-förmig abgerundet oder dreieckig ausgebildet sind.

6. Dämmformkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einprägungen (4) auf beiden Seiten des Dämmformkörpers (1) befinden.

7. Verfahren zur Herstellung eines biegbaren Dämmformkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die verpresste Isolationsschicht (2) mit nutförmigen Einprägungen (4) profiliert wird, insbesondere nach ihrem Verpressen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmformkörper (1) mit einer Umhüllung (3) umgeben wird, insbesondere nach der Profilierung.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung der nutförmigen Einprägungen (4) mittels getaktetem Druckstempel, Profilwalze oder Prägerad im Durchlauf erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (2) zugleich profiliert und verpresst wird.