DE69401807T2

DE69401807T2 - Verfahren zum Formen einer verdichteten Schicht

Info

Publication number: DE69401807T2
Application number: DE69401807T
Authority: DE
Inventors: Joseph Anthony Mcwilliams
Original assignee: Ceramaspeed Ltd
Current assignee: Ceramaspeed Ltd
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2014-11-18
Also published as: GB9324272D0; DE69401807D1; EP0655324B1; EP0655324A1; ATE149117T1; JPH07246497A; ES2098104T3; GB2284172B; GB2284172A; US5486323A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf mikroporöse Materialien, insbesondere aber nicht ausschließlich auf mikroporöse Wärmeisoliermaterialien, und vor allem auf ein Verfahren zum Formen gepreßter Schichten solcher Materialien in Pulverform in aus im wesentlichen luftundurchlässigem Material gebildeten Behältern.
Die Erfindung eignet sich insbesondere aber nicht ausschließlich zur Herstellung einer Schicht von gepreßtem pulverförmigem, mikroporösem Wärmeisoliermaterial in einem Abstützbecken für einen elektrischen Strahlungsheizkörper, wie er bei glaskeramischen Kochgeräten mit glattem Oberteil zum Einsatz gelangt.
In dieser Urkunde sind unter dem Begriff "mikroporös" poröse bzw. zellige Materialien zu verstehen, in denen die Endgröße der Zellen bzw. Hohlräume geringer ist als die mittlere freie weglänge eines Luftmoleküls im Normzustand, d.h. in dem die besagte Endgröße etwa 100 nm oder weniger beträgt. Die Wärmeübertragung auf dem Luftwege (d.h. infolge von Kollisionen zwischen Luftmolekülen) ist bei einem in diesem Sinne mikroporösen Material sehr gering. Zu solchen mikroporösen Materialien zählen Aerogel, ein Gel, in dem die flüssige Phase durch eine gasförmige Phase ersetzt wurde, um die Schrumpfung zu vermeiden, die bei unmittelbarem Trocknen des Gels aus einer Flüssigkeit stattfinden würde. Eine im wesentlichen identische Struktur läßt sich dürch geregelte Fällung aus einer Lösung erzielen, wobei die Temperatur und der pH-Wert während des Fällens geregelt werden, um ein offengitteriges Präzipitat zu erhalten. Zu den äquivalenten offengitterigen Strukturen zählen auch pyrogene (fumed) und elektrothermische Typen, bei denen bei einem erheblichen Anteil der Teilchen die Teilchenendgröße geringer ist als 100 nm. Jedes dieser Materialien, die z.B. auf Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder anderen Metalloxiden beruhen, kann zur Herstellung einer Masse benutzt werden, die im Einklang mit der vorstehenden Definition mikroporos ist.
Zu den bekannten Formen mikroporöser Materialien zählen gepreßte mikroporöse Metalloxidteilchen, insbesondere Siliciumdioxidteilchen, typisch unter Einschluß einer verstärkung aus Keramikfasern bzw. Glasfäden und eines Trübungsmittels aus Rutilpulver. In gewissen Fällen enthalten sie Aluminiumoxid zwecks Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen durch Verringern der Schrumpfung, was bei Anwendungen im Zusammenhang mit elektrischen Strahlungsheizkörpern besonders wichtig ist.
Bei der Herstellung von elektrischen Strahlungsheizkörpern für Kochgeräte mit glaskeramischen Oberteil wird mikroporöses Wärmeisoliermaterial in ein Metallbecken gepreßt, um eine thermisch und elektrisch isolierende Grundlage zu bilden, die unmittelbar oder mittelbar zum Abstützen eines oder mehrerer elektrischer Heizelemente dient. Bei einem dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren zur Herstellung einer solchen Grundlage wird ein Flächengebilde aus luftdurchlässigem Papier, z.B. Filterpapier, in das Metallbecken eingelegt, so daß es eine Anordnung von in dem Boden des Beckens rings um dessen Umfang vorgesehenen kleinen Löchern abdeckt. Zwischen einem Preßwerkzeug und dem Becken wird eine vorbestimmte Menge von pulverförmigem mikroporösem Wärmeisoliermaterial angeordnet und mit Hilfe des Preßwerkzeugs in das Becken gepreßt. Während dieser Preßoperation wird Luft verdrängt und entweicht aus dem Becken an dessen Umfang, und zwar durch die rings um den Umfang des Beckens vorgesehenen Löcher hindurch sowie zwischen dem Rand des Beckens und dem Umfang des Preßwerkzeugs.
Es hat sich als ein Nachteil erwiesen, daß die Dichte des gepreßten mikroporösen Isoliermaterials nicht gleichmäßig ist. Die Dichte ist in dem Umfangsbereich höher als in dem mittleren Bereich der gepreßten Schicht, und auch wenn die mechanische Festigkeit der Schicht in dem Umfangsbereich zufriedenstellend ist, kann sie in dem mittleren Bereich ungenügend sein. Wie wir festgestellt haben, ist dies darauf zurückzuführen, daß während der Preßoperation der größte Teil der Luft seitlich durch das mikroporöse Isoliermaterial hindurch zu dem Umfang des Beckens verdrängt wird, und nicht zuerst durch das luftdurchlässige Papier hindurch, und dann seitlich zu dem Umfang des Beckens strömt. Das Material drückt das Papier im Zuge der Preßoperation fest an die innere Oberfläche des Beckens an, was verhindert, daß Luft durch das Papier hindurch und seitlich zwischen dem Papier und dem Becken zu den am Rande des Beckens vorgesehenen Austrittsbereichen strömt.
Wenn die Luft seitlich durch das mikroporöse Material hindurch auf den Umfang des Beckens zu verdrängt wird, wirkt eine seitliche Kraft auf das Material ein, was zur Folge hat, daß es in Richtung des Beckenumfangs stärker gepreßt wird und daher eine höhere Dichte entwickelt als in dem mittleren Bereich des Beckens.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem auszuschalten, indem ein Verfahren geschaffen wird, das die Erzeugung einer gepreßten Schicht von mikroporösem Material bedingt, deren Dichte gleichmäßiger ist.
Die vorliegende Erfindung schafft daher ein Verfahren zur Erzeugung einer Schicht von gepreßtem pulverförmigem, mikroporösem Material in einem Behälter aus im wesentlichen luftundurchlässigem Material, wobei das besagte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Bereitstellung eines Behälters aus im wesentlichen luftundurchlässigem Material, wobei der besagte Behälter einen Boden, Seitenwände und mindestens einen Luftauslaßbereich umfaßt;
Bereitstellung eines Preßwerkzeugs zum Pressen von pulverförmigem, mikroporösem Material in den Behälter, wobei das Preßwerkzeug auf den Behälterboden zu und von diesem weg bewegt werden kann;
Bereitstellung eines Sperrmittels, das mindestens an den Boden des Behälters anschließt, wobei das besagte Sperrmittel so beschaffen und angeordnet ist, daß es den Durchgang von mikroporösem Material durch das besagte Sperrmittel während des Pressens des besagten mikroporösen Materials im wesentlichen verhindert, gleichzeitig aber den Durchsatz von daraus während eines solchen Preßvorgangs verdrängter Luft gestattet;
Bereitstellung von Mitteln, um es zu ermöglichen, daß die verdrängte Luft, die das Sperrmittel während des Pressens des mikroporösen Materials mindestens teilweise durchdringt, im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung des Preßwerkzeugs seitlich zwischen dem mindestens teilweisen Sperrmittel und mindestens dem Boden des Behälters strömt.
Einführung von pulverförmigem, mikroporösem Material zwischen dem Behälter und dem Preßwerkzeug; und
Pressen des mikroporösem Materials mit Hilfe des Preßwerkzeugs in den Behälter, wodurch Luft aus dem Inneren des mikroporösen Materials verdrängt wird, mindestens das besagte teilweise Sperrmittel durchdringt und zwischen dem mindestens teilweisen Sperrmittel und mindestens dem Boden des Behälters seitlich zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich strömt, so daß sie durch diesen hindurch aus dem Behälter verdrängt wird.
Das mikroporöse Material kann mikroporöses Wärmeisoliermaterial umfassen.
Der mindestens eine Luftauslaßbereich ist im Umfangsbereich des Behälters entsprechend vorgesehen.
Der mindestens eine Luftauslaßbereich kann mindestens ein Loch in dem Behälter umfassen.
Es kann eine Mehrzahl von Luftauslaßbereichen vorgesehen sein.
Das Sperrmittel kann mindestens eine Schicht aus einem seinem Wesen nach luftdurchlässigen Material wie luftdurchlässigem Papier, z.B. Filterpapier, oder feinem Netz- bzw. Gazematerial oder einem Textilmaterial z.B. in gewebter, mattenartiger oder Filzform umfassen.
Wahlweise kann das Sperrmittel mindestens ein Material- Flächengebilde umfassen, das mit einer Anordnung von darin befindlichen Löchern versehen ist, wobei die besagten Löcher so bemessen sind, daß sie Verdrängung der Luft durch die besagten Löcher hindurch gestatten, andererseits aber den Durchgang von mikroporösem Material im wesentlichen verhindern. Ein solches mindestens einzelnes Material- Flächengebilde kann so beschaffen sein, daß es für Luft durchlässig oder undurchlässig ist, und es kann z.B. Papier oder Karton oder Metallfolie oder Kunststoff oder ein Textilmaterial umfassen.
Das Mittel zum Ermöglichen von seitlichem Fluß der verdrängten, das Sperrmittel durchdringenden Luft zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich kann auf verschiedene Weisen vorgesehen werden. Es kann von dem Sperrmittel getrennt oder mit diesem einstückig gefertigt sein.
Wird es in von dem Sperrmittel getrennter Form vorgesehen, so umfaßt es zweckdienlich eine Abstandsanordnung, die an der inneren Oberfläche des Behälters angeordnet oder mit dieser einstückig gefertigt ist und dazu dient, während des Pressens des mikroporösen Materials ausreichende Trennung des Sperrmittels von dem Behälter zu gewährleisten, damit das Sperrmittel durchdringende verdrängte Luft seitlich zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich strömen kann.
Die Abstandsanordnung kann ein Flächengebilde aus gewebtem Material umfassen, insbesondere aus gewebtem Netzmaterial, oder ein zwischen dem Sperrmittel und dem Behälter angeordnetes Rahmenwerk.
Wahlweise kann die Abstandsanordnung mindestens einen Vorsprung an der Innenseite des Behälters und dem Sperrmittel gegenüber umfassen. Ein solcher mindestens einzelner Vorsprung kann einstückig mit dem Behälter geformt sein, z.B. in der Form von mindestens einem Höcker und/oder mindestens einer Rippe, oder er kann auf dem Behälter z.B. in der Form eines erhöhten Farb- oder Lackoder Emailmusters oder in der Form von mindestens einem durch Kleben befestigten diskreten Element aufgetragen sein.
Das Mittel zum Ermöglichen von seitlichem Fluß der verdrängten Luft kann mindestens einen Kanal umfassen, der in dem Behälter eingearbeitet ist und sich dem Sperrmittel gegenüber befindet, wobei der mindestens eine Kanal mit dem mindestens einen Luftauslaßbereich in Durchgangsverbindung steht.
Der Wirtschaftlichkeit und Einfachheit halber kann das Sperrmittel einstückig mit dem Mittel zum Ermöglichen des Flusses der verdrängten Luft, die das Sperrmittel zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich durchdringt, geformt sein. Dies läßt sich auf verschiedene Weisen bewerkstelligen, wie folgt:
Das Sperrmittel kann an seiner dem Behälter gegenüberliegenden Oberfläche mit Abstands- und/oder Kanalmitteln geformt sein. Dies läßt sich zweckdienlich dadurch bewerkstelligen, daß ein Teil des das Sperrmittel bildenden Materials in Richtung auf den Behälter zu verdrängt wird, z.B. indem mindestens eine durch das Sperrmittel hindurchführende und von der anschließend an das mikroporöse Material befindlichen Seite des Sperrmittels aus durch das besagte Sperrmittel hindurch gestochene Öffnung vorgesehen wird.
Wahlweise kann das Sperrmittel so gestaltet werden, daß es an seiner dem Behälter gegenüber befindlichen Oberfläche ein steppmattenartiges oder geripptes Oberflächenprofil oder ein Oberflächenprofil mit einem Muster von Erhöhungen und/oder Kanälen, z.B. einem Muster erhöhter Punkte, aufweist.
Bei einer besonders praktischen Anordnung besteht das Sperrmittel aus ersten und zweiten Flächengebilden aus luftdurchlässigem Material, insbesondere luftdurchlässigern Papier, wobei die besagten Flächengebilde in getrennten, in vorbestimmten Abständen voneinander befindlichen Bereichen miteinander verbunden sind, z.B. in der Form eines Punktmusters, so daß die verdrängte, das erste Flächengebilde aus dem luftdurchlässigen Material anschließend an das mikroporöse Material durchdringende Luft seitlich zwischen dem ersten und dem zweiten Flächengebilde zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich strömt.
Ist das Sperrmittel in der Form eines gewebten Netzmaterials ausgeführt, so ist dessen dem Behälter gegenüber befindliche Oberfläche an und für sich so profiliert, daß sie ihrem Wesen nach die verdrängte Luft durch das Sperrmittel hindurch zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich leitet.
Die Fläche des Preßwerkzeugs entspricht vorzugsweise im wesentlichen der Bodenfläche des Behälters.
Das Preßwerkzeug ist vorteilhafterweise mit mindestens einem durch dieses hindurchführenden Loch für den Durchgang der während des Pressens des mikroporösen Materials aus dem mikroporösen Material verdrängten Luft versehen.
Bei einer besonderen Ausführungsform umfaßt der Behälter ein Abstützbecken fur einen elektrischen Strahlungsheizkörper wie z.B. für ein glaskeramisches Kochgerät mit glattem Oberteil, wobei das besagte Abstützbecken insbesondere aus Metall besteht.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann während des Pressens des mikroporösen Materials Luft ohne weiteres durch das Sperrmittel hindurch aus dem Inneren des mikroporösen Materials verdrängt werden, und die besagte Luft strömt dann unbehindert in seitlicher Richtung zu dem Luftauslaßbereich bzw. den Luftauslaßbereichen des Behälters. Dies hat zur Folge, daß die dabei erzielte gepreßte Materialschicht eine gleichmäßigere Dichte aufweist.
Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Bild 1 eine Draufsicht auf einen Behälter ist, in den das mikroporöse Wärmeisoliermaterial gepreßt werden soll;
Bild 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A des in Bild 1 dargestellten Behälters mit darin angeordnetem Sperrmittel ist;
Bild 3 eine Grundrißansicht einer ein Sperrmittel und ein Mittel zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft umfassenden Kombination zum Gebrauch in dem in Bild 1 dargestellten Behälter ist;
Bild 4 eine Querschnittsansicht vergrößerten Maßstabs entlang der Linie B-B in Bild 3 ist;
Bild 5 eine schematische Schnittansicht einer Anordnung zum Formen einer gepreßten Schicht von mikroporösem Isoliermaterial in dem in den Bildern 1 und 2 dargestellten Behälter ist, wobei die besagte Anordnung zum Gebrauch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt ist;
Bild 6 eine Querschnittsansicht des in den Bildern 1 und 2 dargestellten Behälters ist, in dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, z.B. mit Hilfe der in Bild 5 dargestellten Anordnung, eine Schicht von mikroporösem Isoliermaterial gepreßt ist;
Bild 7 eine Grundrißansicht von unten einer anderen Ausführungsform einer ein Sperrmittel und ein Mittel zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft umfassenden Kombination zum Gebrauch in dem in Bild 1 dargestellten Behälter ist;
Bild 8 eine Querschittsansicht entlang der Linie C-C in Bild 7 ist;
Bild 9 eine Grundrißansicht von unten einer anderen Ausführungsform einer ein Sperrmittel und ein Mittel zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft umfassenden Kombination zum Gebrauch in dem in Bild 1 dargestellten Behälter ist;
Bild 10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in Bild 9 ist;
Bild 11 eine Grundrißansicht von unten einer anderen Ausführungsform einer ein Sperrmittel und ein Mittel zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft umfassenden Kombination zum Gebrauch in dem in Bild 1 dargestellten Behälter ist;
Bild 12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie E-E in Bild 11 ist;
Bild 13 eine Grundrißansicht von unten einer anderen Ausführungsform einer ein Sperrmittel und ein Mittel zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft umfassenden Kombination zum Gebrauch in dem in Bild 1 dargestellten Behälter ist;
Bild 14 eine Querschnittsansicht entlang der Linie F-F in Bild 13 ist;
Bild 15 eine Draufsicht auf einen mit einer Ausführungsform des Mittels zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft versehenen Behälter ist;
Bild 16 eine Draufsicht auf einen mit einer weiteren Ausführungsform eines Mittels zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft versehenen Behälter ist; und
Bild 17 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Sperrmittels und eines Mittels zum Ermöglichen des Flusses von verdrängter Luft zum Gebrauch in dem in Bild 1 dargestellten Behälter ist, wobei die besagten Mittel voneinander getrennt sind.
Gemäß den Bildern 1 und 2 ist ein einen Boden und Seitenwände umfassender Behälter in der Form eines Metallbeckens 1 vorgesehen, das z.B. als ein Gehäuse für einen elektrischen Strahlungsheizkörper für ein Kochgerät mit glaskeramischem Oberteil geeignet ist. Das Becken 1 ist mit einem Luftauslaßbereich in der Form einer Anordnung von Löchern 2 rings um den Umfang seines Bodens versehen, obgleich solche Löcher, falls erforderlich, auch in anderen Bereichen des Beckens vorgesehen werden können.
Es ist ein Flächengebilde 3 aus luftdurchlässigem Papier vorgesehen, das so beschaffen ist, daß es mit Übermaß innerhalb des Beckens 1 sitzt und die Umfangslöcher 2 abdeckt. Das Flächengebilde 3 ist wie in Bild 3 und in größerem Maßstab in Bild 4 dargestellt konf iguriert und umfaßt zwei Lagen 4, 5, die in vorbestimmten getrennten und mit Abstand angeordneten Bereichen miteinander verbunden sind, wie z.B. an den Punkten 6. Der Abstand zwischen den Lagen 4 und 5 in Bild 4 ist der Klarheit halber übertrieben. Infolge dieser Bauweise sind zwischen den beiden Lagen 4, 5 des Flächengebildes 3 seitliche Kanäle 7 (Bild 4) vorgesehen.
In Bild 5 ist nun eine Presse 8 zu sehen, die ein Gehäuse 9, einen Deckel 10 und ein durch eine Kolbenanordnung 12 betätigtes Preßwerkzeug 11 umfaßt. Die Fläche des Preßwerkzeugs 11 entspricht im wesentlichen der Bodenfläche des Beckens 1, so daß zwischen dem Rand des Preßwerkzeugs und dem Rand des Beckens nur ein minimaler Spielraum besteht. Das obere Ende des Gehäuses 9 ist so ausgespart, daß es den Rand des in den Bildern 1 und 2 dargestellten Metallbeckens 1 aufnimmt. Zwecks leichterer Verdrängung der Luft aus dem Inneren jenes Teiles des mikroporösen Materials, der sich in Bereiche des Preßwerkzeugs befindet, ist das Preßwerkzeug 11 mit mindestens einem durch dieses hindurchführenden Loch hA versehen, so daß aus dem mikroporösen Material während des Pressens verdrängte Luft durch das besagte mindestens eine Loch entweicht.
Nachdem der Deckel 10 entfernt und das Preßwerkzeug 11 in die in Bild 5 dargestellte Lage gebracht wurde, wird oberhalb des Preßwerkzeugs 11 eine vorbestimmte Menge von pulverförmigem mikroporösem Wärmeisoliermaterial 13 in die Presse 8 eingeführt. Das Metallbecken 1 mit dem darin befindlichen Flächengebilde 3 wird dann in die Aussparung im oberen Ende des Gehäuses 9 eingesetzt, worauf der Deckel geschlossen und befestigt wird.
Die Presse 8 wird z.B. hydraulisch mit Hilfe der Kolbenanordnung 12 so betätigt, daß das Preßwerkzeug 11 in Richtung des Metallbeckens 1 getrieben wird, was zur Folge hat, daß das mikroporöse Isoliermaterial 13 in das Becken 1 gepreßt wird. Während des Pressens des mikroporösen isoliermaterials 13 wird Luft aus dem Inneren des mikroporösen Materials in Richtung des Beckens 1 verdrängt und durchdringt die Lage 4 (Bild 4) des luftdurchlässigen Flächengebildes 3, d.h. jene Lage des Flächengebildes 3, die sich anschließend an das Isoliermaterial 13 befindet. obgleich das Flächengebilde 3 die verdrängte Luft durchläßt, wirkt es dem Isoliermaterial 13 gegenüber als ein Sperrmittel. Die verdrängte Luft strömt dann im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung des Preßwerkzeugs 11 seitlich zwischen die beiden Lagen 4, 5 (Bild 4) des Flächengebildes 3 und durch die effektiv vorgesehenen Kanäle 7 (Bild 4) hindurch, und sie entweicht aus dem Becken 1 durch die Umfangslöcher 2 in dem Becken 1, wobei die besagten Löcher 2 als Luftauslaßbereiche dienen. Der Umstand, daß die während der Operation. des Pressens des mikroporösen Isoliermaterials verdrängte Luft in die Lage versetzt wird, ohne weiteres seitlich zu den Umfangslöchern 2 in dem Becken 1 zu strömen, nachdem sie die Lage 4 des Flächengebildes 3 durchdrungen hat, bedingt, daß die gepreßte Schicht 13A aus Isoliermaterial in allen Bereichen im wesentlichen eine gleichmäßige Dichte aufweist
Das Becken 1 wird dann nach Öffnen des Deckels 10 gemeinsam mit dem darin gepreßten mikroporösen Isoliermaterial 13A aus der Presse 8 entnommen und weist die in Bild 6 dargestellte Form auf.
Bei einer wahlweisen Anordnung besteht das Flächengebilde 3 nicht aus mehreren Lagen, so daß verdrängte Luft seitlich zwischen Lagen des besagten Flächengebildes zu den Auslaßlöchern 2 strömen kann, sondern es ist dafür gesorgt, daß die verdrängte Luft das Flächengebilde an allen Stellen durchdringt, während an der an das Becken 1 anschließenden Seite des Flächengebildes Mittel vorgesehen sind, um seitliches Leiten der verdrängten Luft zu den Auslaßlöchern 2 zwischen dem Flächengebilde und der anschließenden Oberfläche des Beckens 1 zu ermöglichen.
Dies läßt sich auf verschiedene Weisen bewerkstelligen.
Bei einer in den Bildern 7 und 8 dargestellten Anordnung kann das Flächengebilde 3 aus luftdurchlässigem Material, insbesondere luftdurchlässigem Papier, geformt sein, wobei. das besagte luftdurchlässige Material steppmattenartiger Form ist, wobei in zwei im allgemeinen zueinander senkrechten Richtungen verlaufende Kanäle (oder Rillen) 14A, 14B in der dem Becken 1 gegenüber befindlichen Oberfläche des besagten luftdurchlässigen Materials geformt sind. Man beachte, daß die Tiefe der Kanäle 14A und 14B in Bild 8 der Klarheit halber übertrieben ist. Während des Pressens des mikroporösen Isoliermaterials in das Becken 1 durchdringt aus dem Inneren des mikroporösen Materials verdrängte Luft das Flächengebilde 3 und strömt seitlich entlang den Kanälen 14A, 14B zu den Auslaßlöchern am Umfang des Beckens 1.
Bei einer modifizierten Ausführungsform dieser Anordnung ist das Flächengebilde 3 nicht steppmattenartig, so daß in zwei Richtungen verlaufende Kanäle 14A, 14B gebildet werden, vielmehr kann das Flächengebilde mit einer gerippten (oder gewellten) Struktur an der an das Becken 1 anschließenden Oberfläche geformt sein, so daß nur in einer Richtung verlaufende Kanäle (entweder 14A oder 14B) vorgesehen sind, um zu ermöglichen, daß das Flächengebilde 3 durchdringende verdrängte Luft seitlich zu den Auslaßlöchern 2 in dem Becken 1 strömt.
Bei einer weiteren in den Bildern 9 und 10 dargestellten Anordnung ist das Flächengebilde 3 an seiner dem Becken gegenüber befindlichen Oberfläche mit Vorsprüngen wie z.B. Höckern 15 versehen. Man beachte, daß in Bild 10 die Höhe der Höcker 15 der Klarheit halber übertrieben ist. Solche Höcker 15 bilden Kanäle 16 zwischen dem Flächengebilde 3 und dem Becken 1, so daß die das Flächengebilde 3 durchdringende verdrängte Luft seitlich zu den Auslaßlöchern 2 in dem Becken 1 strömen kann. Vorsprünge anderer Art können dadurch geschaffen werden, daß die dem Becken 1 gegenüberliegende Oberfläche des Flächengebildes 3 wellenförmig ausgeführt wird.
Bei einer weiteren in den Bildern 11 und 12 dargestellten Anordnung ist das Flächengebilde 3 mit einer Reihe von durch das besagte Flächengebilde gestochenen Öffnungen 17 versehen, und zwar bewirken diese Öffnungen eine das Flächengebilde 3 von dem Becken 1 separierende Abstandsanordnung und das Entstehen von Kanälen 18, die seitlichen Fluß der das Flächengebilde 3 während des Pressens des Isoliermaterials 13 in das Becken 1 durchdringenden Luft zu den Auslaßlöchern 2 in dem Becken 1 gestatten. Man beachte, daß das durch die gestochenen Öffnungen 17 bedingte Abstandsmaß in Bild 12 der Klarheit halber übertrieben ist. Die gestochene Öffnungen 17 sind so bemessen, daß das mikroporöse Isoliermaterial die besagten Öffnungen nicht in erheblichem Maße durchdringen kann.
Obgleich es bei den unter Bezugnahme auf die Bilder 7 bis 12 beschriebenen Anordnungen besonders praktisch ist, das Flächengebilde 3 aus luftdurchlässigem Papier herzustellen, ist dies nicht wesentlich, und es kann von anderen Materialien Gebrauch gemacht werden. Solche andere Materialien können an und für sich luftdurchlässig sein, wie z.B. Textilmaterialien (oder Stoffe) in beispielsweise gewebter, mattenartiger oder filzartiger Form bzw. feine Netz- oder Gazematerialien. Materialien, die an und für sich nicht luftdurchlässig sind, können ebenfalls verwendet werden, wie undurchlässige aus Papier, Karton, Kunststoffen oder Metallfolie bestehende Materialien, in welchem Falle diese für die verdrängte Luft durch das Herstellen einer Anordnung von feinen, durch das Material hindurchführenden Löchern durchlässig gemacht werden, wobei die besagten Löcher genügend klein sind, um Durchgang des mikroporösen Isoliermatenais im wesentlichen zu verhindern. Bei der in den Bildern 11 und 12 dargestellten Ausführungsform bedingt die Herstellung der gestochenen Öffnungen 17 in einem aus luftundurchlässigem Material bestehenden Flächengebilde 3 an und für sich die erforderliche Luftdurchlässigkeit des Flächengebildes 3.
Bei noch einer Anordnung, die in den Bildern 13 und 14 in vergrößerter Form dargestellt ist, besteht das Flächengebilde 3 aus einem feinen gewebten Netzmaterial, z.B. aus Metall oder Kunststoff. Die Fäden 19, 20 des Netzes sind so gewebt, daß sie den Durchgang des mikroporösen Isoliermaterials verhindern, wohingegen sie den Durchgang der verdrängten Luft gestatten. Das gewebte Netz befähigt die es durchdringende verdrängte Luft seinem Wesen nach seitlich zu den Auslaßlöchern 2 in dem Becken 1 zu strömen.
Wie dies in den Bildern 15 und 16 ersichtlich ist, fällt es auch in den Rahmen der Erfindung, für gemeinsamen Gebrauch mit einem Flächengebilde aus für die verdrängte Luft durchlässigem Material, das eine Sperre für das mikroporöse Isoliermaterial bildet, getrennte Mittel vorzusehen, die mit dem besagten als Sperrschicht wirkenden Flächengebilde dahingehend zusammenwirken, daß die verdrängte Luft nach Durchdringen des Flächengebildes seitlich zwischen dem Flächengebilde und dem Becken zu den Auslaßlöchern in dem Becken strömen kann. Bei der in Bild 15 dargestellten Anordnung sind an der Innenseite des Beckens 1 ein oder mehrere Vorsprünge wie Höcker 21 vorgesehen und dienen als eine Abstandsanordnung für das luftdurchlässige, als Sperrschicht wirkende Flächengebilde, so daß die das als Sperrschicht wirkende Flächengebilde durchdringende verdrängte Luft seitlich zwischen dem als Sperrschicht wirkenden Flächengebilde und dem Becken 1 zu den Auslaßlöchern 2 in dem Becken 1 strömen kann.
Bei einer in Bild 16 dargestellten wahlweisen Anordnung sind ein oder mehrere Vorsprünge wie Rippen und/oder Kanäle 22 vorgesehen, wobei die Rippen und/oder Kanäle 22, die von der inneren Oberfläche des Beckens einwärts und/oder auswärts vorstehen und auf ähnliche Weise wie die Höcker in Bild 15 als eine Abstandsanordnung für das luftdurchlässige, als Sperrschicht wirkende Flächengebilde dienen, so daß die während des Pressens des mikroporösen Isoliermaterials aus dem Inneren des Isoliermaterials verdrängte Luft seitlich zwischen dem als Sperrschicht wirkenden Flächengebilde und dem Becken 1 zu den Auslaßlöchern 2 strömen kann. Obgleich die Rippen und/oder Kanäle 22 in Bild 16 als radial verlaufend dargestellt sind, braucht dies nicht der Fall sein, und es kommen andere Anordnungen in Frage, um den unerläßlichen Erfordernissen zu entsprechen.
Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß anstatt die Vorsprunge in den Bildern 15 und 16 einstückig mit dem Becken 1 zu formen, solche Vorsprünge auf das Becken in Form einer Farbe, eines Lacks oder eines Emails aufgetragen werden können oder daß es sich dabei um mit Hilfe von Klebstoff an dem Becken befestigte diskrete Elemente handeln könnte. Wahlweise könnte ein geeignetes Rahmenwerkmittel zwischen dem Becken 1 und dem als Sperrschicht wirkenden Flächengebilde angeordnet werden, um den erforderlichen Abstand des als Sperrschicht wirkenden Flächengebildes von dem Becken zu gewährleisten, so daß seitlicher Fluß der verdrängten Luft zu den Auslaßlöchern in dem Becken möglich ist. Ein solches Rahmenwerk könnte z.B. eine gewebte Netzanordnung, wie sie in Bild 17 dargestellt ist, umfassen.
Das bei den in den Bildern 15, 16 und 17 dargestellten Anordnungen vorgesehene, als Sperrschicht wirkende Flächengebilde kann jedes der vorstehend im Zusammenhang mit dem Flächengebilde 3 beschriebenen Materialien umfassen, und zwar kann ein solches Flächengebilde entweder an und für sich luftdurchlassig sein oder durch die Anordnung entsprechender Durchgangslöcher luftdurchlässig gemacht werden.
Das erzeugte Becken 1, das eine Schicht von gepreßtem mikroporösem Wärmeisoliermaterial 13A enthält, wie dies in Bild 6 dargestellt ist, kann auf bekannte Weise zum Abstützen bekannter Formen elektrische Heizelemente verwendet werden, um einen Strahlungsheizkörper für ein glaskeramisches Kochgerät mit glattem Oberteil zu bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch keineswegs auf eine solche Anwendung beschränkt und kann allgemein verwendet werden, wenn immer die Notwendigkeit zum Pressen von pulverförmigen, mikroporösen Materialien in für Luft im wesentlichen undurchlässige Behälter besteht.
Obgleich bei den vorstehend beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen Luftauslaßbereiche dargestellt sind, die eine Vielzahl von rings um den Umfang des Bodens des Beckens 1 verteilten Löchern 2 umfassen, ist zu beachten, daß wahlweise oder zusätzlich ein oder mehrere Löcher in anderen Bereichen des Beckens 1 vorgesehen werden können. Es ist auch möglich, auf manche oder alle der Löcher zu verzichten und teilweise oder ausschließlich von einem Luftauslaßbereich Gebrauch zu machen, der in der Form eines engen Spaltes rings um den Umfang des Preßwerkzeugs 11 zwischen dem Preßwerkzeug 11 und der Wand des Gehäuses 9 und schließlich zwischen dem Preßwerkzeug 11 und dem Rand des Beckens 1 vorgesehen ist. In diesem Falle strömt die das als Sperrschicht wirkende Flächengebilde 3 durchdringende Luft zuerstseitlich und dann an dem Rand des Preßwerkzeugs 11 vorbei.

Claims

1. Ein Verfahren zum Bilden einer Schicht (13A) aus gepreßtem pulverförmigem, mikroporösem Material in einem Behälter (1) aus im wesentlichen luftundurchlässigem Material, wobei das besagte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellung eines Behälters (1) aus im wesentlichen luftundurchlässigem Material, wobei der Behälter einen Boden, Seitenwände und mindestens einen Luftauslaßbereich (2) umfaßt;

Bereitstellung eines Preßwerkzeugs (11) zum Pressen von pulverförmigem, mikroporösem Material in den Behälter, wobei das Preßwerkzeug in Richtung auf den Boden des Behälters zu und von diesem weg bewegt werden kann;

Bereitstellung eines Sperrmittels (3) anschließend an mindestens den Boden des Behälters, wobei das Sperrmittel so beschaffen und angeordnet ist, daß es im wesentlichen Durchgang durch das Sperrmittel von mikroporösern Material, während dieses gepreßt wird, verhindert, wohingegen es das Durchdringen von aus dem mikroporösen Material verdrängte Luft während eines solchen Preßvorgangs gestattet:

Einführung von pulverförmigem, mikroporösem Material (13) zwischen den Behälter und das Preßwerkzeug; und

Einpressung des mikroporösen Materials in den Behälter mit Hilfe des Preßwerkzeugs (11), wobei Luft aus dem Inneren des mikroporösen Materials verdrängt wird,

gekennzeichnet durch den Schritt der Bereitstellung von Mitteln (4, 5; 14A, 148; 15, 16; 17, 18; 19, 20; 21; 22), um die Möglichkeit zu schaffen, daß die mindestens das teilweise Sperrmittel (3) während des Pressens des mikroporösen Materials (13) durchdringende verdrängte Luft im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung des Preßwerkzeugs (11) seitlich zwischen dem mindestens teilweisen Sperrmittel und mindestens dem Boden des Behälters (1) zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich (2) strömt, so daß die besagte Luft durch diesen hindurch aus dem Behälter verdrängt wird.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mikroporöse Material (13) mikroporöses Warmeisoliermaterial umfaßt.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Luftauslaßbereich (2) in einem Umfangsbereich des Behälters (1) vorgesehen ist.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Luftauslaßbereich (2) mindestens ein Loch in dem Behälter (1) umfaßt.

5. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Luftauslaßbereichen (2) vorgesehen ist.

6. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (3) mindestens eine Schicht (4, 5) aus einem an und für sich luftdurchlässigem Material umfaßt.

7. Ein Verfähren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Material aus der Gruppe luftdurchlässiges Papier, feines Netz- oder Gazematerial bzw. aus Textilmaterial z.B. in gewebter, mattenartiger oder Filzform ausgewählt ist.

8. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (3) mindestens ein Material- Flächengebilde mit einer darin befindlichen Anordnung von Löchern (17) umfaßt, wobei die besagten Löcher so bemessen sind, daß sie Verdrängung von Luft durch das besagte Flächengebilde gestatten, während sie im wesentlichen den Durchgang von mikroporösem Material verhindern.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Material-Flächengebilde aus einem Material besteht, das für Luft durchlässig bzw. undurchlässig und aus der Gruppe Papier; Karton; Metallfolie;- Kunststoff; Textilmaterial ausgewählt ist.

10. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Ermöglichen von seitlichem Flüß der das Sperrmittel (3) durchdringenden verdrängten Luft zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich (2) von dem Sperrmittel getrennt vorgesehen ist.

11. Ein Verfahren nach Anspruch (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Ermöglichen von seitlichem Fluß der verdrängten Luft zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich (2) eine an der inneren Oberfläche des Behälters (1) befindliche oder mit dieser einstückige Abstandsanordnung (21, 22) umfaßt, wobei die besagte Abstandsanordnung dazu dient, ausreichende Trennung des Sperrmittels (3) von dem Behälter während des Pressens des mikroporösen Materials (13) zu gewährleisten, so daß die das Sperrmittel durchdringende verdrängte Luft seitlich zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich strömen kann.

12. Ein Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung ein Flächengebilde aus gewebtem Material (19, 20), z.B. einem gewebten Netzmaterial oder ein zwischen dem Sperrmittel (3) und dem Behälter (1) angeordnetes Rahmenwerk umfaßt.

13. Ein Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung mindestens einen Vorsprung (21, 22) an der Innenseite des Behälters und dem Sperrmittel gegenüber umfaßt.

14. Ein Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Vorsprung (21, 22) einstückig mit dem Behälter, z.B. in der Form von mindestens einem Höcker (21) und/oder mindestens einer Rippe (22), gebildet ist.

15. Ein Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Vorsprung auf den Behälter aufgetragen ist, und zwar z.B. in der Form eines erhöhten Farb- oder Lack- oder Emailmusters oder in der Form von mindestens einem mit Hilfe von Klebstoff befestigten diskreten Element.

16. Ein Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Ermöglichen von seitlichem Fluß der verdrängten Luft mindestens einen Kanal umfaßt, der in den Behälter eingearbeitet ist und sich dem Sperrmittel gegenüber befindet, wobei der mindestens eine Kanal mit dem mindestens einen Luftauslaßbereich in Durchgangsverbindung steht.

17. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Ermöglichen des Flusses von der das Sperrmittel (3) durchdringenden verdrängten Luft zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich einstückig mit dem Sperrmittel vorgesehen ist.

18. Ein Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel an dessen dem Behälter (1) gegenüber befindlicher Oberfläche mit Abstands- und/oder Kanalmitteln (14A, 14B; 15; 17, 18) geformt ist.

19. Ein Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Materials des Sperrmittels (3) in Richtung auf dem Behälter (1) zu verdrängt wird, z.B. durch Herstellen von mindestens einer gestochenen Öffnung (17), die von der an das mikroporöse Material (13) anschließenden Seite des Sperrmittels aus durch das Sperrmittel hindurchführt.

20. Ein Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (3) so geformt ist, daß es ein steppmattenartiges oder geripptes Oberflächenprofil oder ein ein Muster von Erhöhungen (15) umfassendes Oberflächenprofil und/oder Kanäle (14A, 14B) an dessen dem. Behälter gegenüber befindlichen Oberfläche aufweist.

21. Ein Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel aus ersten und zweiten Flächengebilden (4, 5) aus luftdurchlässigem Material, z.B. luftdurchlässigem Papier, besteht, die in vorbestimmten, mit Abstand voneinander angeordneten diskreten Bereichen, z.B. in der Form eines Punktmusters, miteinander verbunden sind, wobei die das erste Flächengebilde (4) des luftdurchlässigen Materials anschließend an das mikroporöse Material durchdringende verdrängte Luft seitlich zwischen dem ersten Flächengebilde und dem zweiten Flächengebilde zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich (2) strömt.

22. Ein Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (3) in der Form eines gewebten Netzmaterials (19, 20) ausgeführt ist, wobei die dem Behälter gegenüber befindliche Oberfläche des Sperrmittels ein natürliches Profil aufweist, das so beschaffen ist, daß es die durch das Sperrmittel hindurch verdrängte Luft seinem Wesen nach zu dem mindestens einen Luftauslaßbereich (2) leitet.

23. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Preßwerkzeugs (11) im wesentlichen der Bodenfläche des Behälters (1) entspricht.

24. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (11) mit mindestens einem durch das Preßwerkzeug hindurchführenden Loch (11a) für den Durchgang von aus dem mikroporösen Material während dessen Pressung verdrängter Luft versehen ist.

25. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) ein Metall umfaßt.

26. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) ein Abstützbecken für einen elektrischen Strahlungsheizkörper umfaßt.