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Feuerfester Belagstein zur Herstellung einer Abdeckung für die Tragplatten von Tunnelofenwagen
Die Erfindung betrifft allgemein die Ausbildung von Tragplattformen, auf denen keramisches Brenn- gut bei seiner Durchfahrt durch einen Tunnelofen ruht. Die Probleme, die bei Verwendung der bekann- ten sogenannten Wagenplattformen bestehen, sind bekannt ("Die Ziegelindustrie", 1959, Heft 18 ; "Ceram. Bull.", Vol. 38, 1959, S. 48). Sie bestehen, kurz. gefasst, in folgendem :
Bekanntlich muss zwischen die einzelnen Lagen des auf dem Tunnelofenwagen ruhenden Brenngutsta- pels eine Schicht von Streusand (Quarzsand, gekörnte Magnesia od. dgl.) eingebracht werden, damit die sich andernfalls unmittelbar berührenden keramischen Erzeugnisse durch den Brand nicht zusammenbak- ken.
Dieser Sand gerät in die Fugen, die zwischen den die Plattformabdeckung bildenden Steinen, hauptsächlich als Folge des Dehnens und Schwindens der Abdeckung, bestehen. Dieses in den Fugen einge- schlossene Streumaterial entwickelt beim Durchlaufen des Brennprozesses als Folge thermischer Dehnung mechanische Kräfte, die auf die Abdeckung der Plattform zerstörend wirken. Man hat zwar versucht, diese Erscheinungen zu mildern, indem man die Zahl der Fugen in der Abdeckung verringert hat, aber dies bedeutet eine Vergrösserung der sich bildenden Elemente und damit eine Vergrösserung der Spannungen, die in der Mörtelschicht auftreten, mit denen diese Elemente an der Plattform des Wagens gesichert sind.
Abdeckungen aus Elementen dieser Grösse neigen daher schon nach kurzem Gebrauch zur Rissbildung, zumal die Ausdehnungszahlen des Abdeckmaterials und des Baustoffes jenes Wagenteiles, auf dem sie ruhen, also der Wagenplattform (meist Eisen) unterschiedlich ist, was den Aufbau gefährlicher Spannungen in den Abdeckelementen begünstigt.
Zerstörte Wagenabdeckungen führen häufig zu empfindlichen Betriebsstörungen. Es kann vorkommen, dass Teile der Abdeckung, die durch das Arbeiten ihrer Bauelemente aus dem Wagen vorstehen. an dem Ofenmauerwerk streifen oder dass der Wagenaufbau durch Schiefstellen solcher Elemente einstürzt.
Man hat zwar versucht, diese Gefahren zu vermindern, indem man die zwischen den Abdeckelementen bestehenden Fugen verbreiterte, aber die Ergebnisse waren nicht zufriedenstellend.
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Belagstein zur Herstellung einer Abdeckung für die Tragplatten von Tunnelofenwagen, welche Abdeckung aus ineinandergreifenden Steinen besteht, die sich zu einer lotrecht durchbrochenen Abdeckung mit unter dieser verlaufenden horizontalen Querkanälen ergänzen.
Ältere Abdeckungen dieser Art bestehen aus einzelnen plattenförmigen Steinen, die auf Querträgern, ebenfalls aus feuerfestem Material, ruhen. Nach einer bekannten Ausführung dieser Art stossen die Platten aneinander, es werden also in den Stossfugen die verderblichen Wirkungen entstehen, die im Zusam-menhang mit den sich in den Fugen festsetzenden Quarzkörnern unvermeidlich sind. Bekannten Ausfüh- rungen fehlt es ferner an einer solchen gegenseitigen Verbindung der Steine, die der gebildeten Belagplatte eine gewisse Gelenkigkeit trotz hinreichendem Zusammenhalt bewahrt. Es sind auch schon besondere Kupplungssteine zwischen die Platten eingesetzt worden, aber auch diese werden unter dem Einfluss des treibenden Sandes kein zufriedenstellendes Verhalten des Belages ergeben, weil dieser Sand in den Stossfugen festgehalten wird.
Der erfindungsgemässe Belagstein kennzeichnet sich nun dadurch, dass er aus einem plattenförmigen Oberteil von sechseckiger Umrissform mit an Seitenflächen des Oberteils ausgeführten Kupplungsstücken und bzw. oder Kupplungseinschnitten, welche mit entsprechenden Einschnitten bzw. Fortsätzen des Nachbarsteins zusammenwirken, sowie aus einem Querkanäle besitzenden Fussteil besteht, wobei die genann-
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ten Kupplungsmittel, zufolge entsprechender Bemessung, zwischen benachbarten Steinen die Einhaltung von Seitenabständen sichern und die Querkanäle sich in der Abdeckung zu durchgehenden Stocherkanälen ergänzen, von denen wenigstens einige quer zur Fahrtrichtung des Wagens verlaufen.
Zweckmässig ist es, wenn sich die Querkanäle der zum Belag zusammengesetzten Steine zu einem den Belagunterteil durchsetzenden Netz von geradlinigen Kanälen ergänzen.
Die Kupplungsstücke können verschiedenster Beschaffenheit sein, beispielsweise dübelartig wirken ; sie können von den Bauelementen gesonderte Körper sein, die mit entsprechend geformten Ausnehmungen benachbarter Bauelemente zusammenwirken. Sie können mit Schrägflächen ausgeführt sein, welche mit mit entsprechenden Schrägflächen versehenen Ausnehmungen der Bauelemente zusammenwirken und dadurch eine Verklemmung der Bauelemente zu einer relativ starren Abdeckung ermöglichen ; sie können, falls sie dübelartige gesonderte Körper sind, auch gleichzeitig mit mehr als zwei benachbarten Bauelementen zusammenwirken.
Die gegenseitige Verankerung von für die Errichtung von Hoch- oder Tiefbauten bestimmten Blöcken mittels schwalbenschwanzartigen Nut- und Federstücken ist bekannt. Nun können aber Formkörper, wie sie für Hochbauzwecke bestimmt sind, nach ihrer Beschaffenheit und Verwendung nicht mit Steinen zur Herstellung von. Tunnelöfenbelägen verglichen werden. Die für solche Beläge wesentlichen Überlegungen ergeben sich aus der Verwendung dieser Beläge in der Hitze und im Rahmen einer besonderen Beanspruchungsart ; sie treten bei Baukörpern für Hochbauzwecke überhaupt nicht in Erscheinung.
Die zu beherrschenden Beanspruchungen sind in beiden Fällen artmässig ganz verschieden, sie sind zudem in dem einen Falle rein statischer Art, im andern Falle aber insofern auch dynamischer Natur, als die ständigen Temperaturänderungen ein fortwährendes Dehnen und Zusammenziehen des Belages bewirken, wozu noch die treibende Wirkung des Quarzsandes kommt. Es ist ein Vorteil des unter Verwendung von Steinen nach der Erfindung erhaltenen Belages, dass er eine zusammenhängende Platte vorstellt, die als Ganzes handhabungsfähig ist, aber trotzdem eine gewisse innere Beweglichkeit bewahrt und dem Sand den Durchtritt nach unten erlaubt.
Das System von Kanälen, das sich an der Unterseite des aus erfindungsgemässen Steinen zusammengefügten Belages ausbildet, sichert nicht nur während des Brandes eine gute Führung der Brenngase, sondern erlaubt auch die seitliche Einführung von Stochereisen, mit denen es möglich ist, den Belag für die Feuergase durchgängig zu halten und damit den Brand der Ware bei besserer Brennstoffausnutzung zu verbessern, sowie von Hebgabeln, mit denen der Belag als Ganzes von dem Wagen abgehoben bzw. auf ihn aufgesetzt werden kann.
Der vorliegende Belagstein und die gegebenenfalls als von ihnen unabhängige Körper ausgeführten Kupplungsstücke können aus den unterschiedlichsten feuerfesten Baustoffen bestehen, etwa verschiedene keramische Baustoffe saurer, basischer oder neutraler Art ; Feuerbeton, hochtemperaturbeständige Legierungen, temperaturbeständige Stoffe anderer Art. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung soll der Baustoff insoferne bearbeitbar sein, als man Randsteine und Eckstücke des Belages aus Elementen normaler Form entsprechend zuschneidet, was durch Sägen oder Schleifen, allenfalls auch Behauen geschehen könnte.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausfürhungsbeispiele von erfindungsgemässen Belagsteinen und damit zusammengesetzte Beläge für die Plattform von Tunnelofenwagen schematisch dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 Belagsteine in Form von im wesentlichen sechseckigen Platten, die unter Verwendung einer Art Feder-und Nutverbindung zu einem Tunnelofenwagenbelag zusammengesetzt werden können ; Fig. 2 linen Sechseckstein für Dübelverbindung und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2 und schliesslich Fig. 4 wieder einen Sechseckstein, der mit den Nachbarsteinen unter Verwendung von Rohrlübeln verbunden wird, die jeweils je einer Mehrzahl von Steinen, im gezeichneten Falle drei, gemeiniam sind.
Die in den Zeichnungen dargestellten Belagsteine kann man sich als im wesentlichen plattenförmige Körper mit einer Seitenlänge von etwa 10 bis 30 cm und darüber vorstellen und mit einer Dicke, die je lach der Plattengrösse und dem verwendeten Baustoff verschieden sein wird und für Chamotte etwa 2 bis 3 cm betragen könnte.
Die Ausführungsform nach Fig. 1 kennzeichnet sich durch eine Grundform des Belagsteines 8, die zin regelmässiges Sechseck ist. Die gegenseitige Kupplung der Belagsteine 8 erfolgt durch eine Art Federmd Nutverbindung 8a, 8b. Es versteht sich aber, dass an deren Stelle etwa schwalbenschwanzförmige verbindungsmittel treten könnten.
Aus Fig. 1 sind Randbegrenzungen 10 ersichtlich, die zur Begrenzung der Wagenplattform gehören nögen. Da es nicht ratsam ist, wenn der Belag des Tunnelofenwagens über dessen Plattform in grösserem darse vorsteht, anderseits aber die Abmessungen der Belagselemente nicht immer ganzzahlige Teiler der
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Plattformmasse sein werden, muss die Möglichkeit bestehen, durch Zuschneiden oder Schleifen längs der Linien 10 schliesslich zu einem Belag zu kommen, der sich den Abmessungen der Plattform des Tunnelofenwagens hinreichend genau anpasst. Eine gewisse Bearbeitbarkeit der Belagselemente ist daher von Vorteil.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein einzelnes Belagselement 12 in Sechseckform mit Einschnitten 12a zum Einsetzen von kuppelnden Dübeln 15. An der Unterseite dieses Belagsteines 12 sind Kanäle 12b ausgespart, deren Aufgabe es ist, nicht nur die Entfernung des durchgefallenen Streusandes durch Stochern zu ermöglichen, sondern auch die Feuergase unterhalb des Belages in das Innere des auf dem Tunnelwagen aufgebauten Brenngutstapels zu führen und dadurch eine gleichmässige Durchwärmung dieses Stapels zu beschleunigen. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Höhe des Dübels 15 geringer ist als jene des Elementes 12. Die obere Oberfläche des Dübels fluchtet mit der oberen Oberfläche des Elementes 12. Weil der Dübel eine geringere Höhe als das Element besitzt, ragt er nicht in die Kanäle 12b, deren Durchgang somit durch den Dübel nicht gestört wird.
Ein ähnlicher Belagstein 14, wieder mit Gasführungskanälen 14a versehen, ist in Fig. 4 dargestellt.
Das besondere dieses Belagsteines ist darin zu sehen, dass zu seiner Kupplung mit den Nachbarsteinen Ringdübel 15 dienen, die in entsprechende Aussparungen 14b, die in den Eckenbereichen der Steine 14 vorgesehen sind, eingreifen. Es verbindet in diesem Falle ein solcher Dübel nicht so, wie dies im Vorhergehenden beschrieben ist, lediglich zwei Belagsteine, sondern deren drei.
Diese Ringdübel stellen Kupplungselemente vor, die nicht nur eine Verbindung benachbarter Elemente besorgen, sondern auch gleichzeitig für die Einhaltung eines bestimmten gegenseitigen Abstandes zweier benachbarter Belagsteine massgebend sind.
Die praktische Verwendung der hier beschriebenen Belagsteine geht so vor sich, dass auf den auf die Plattform des Tunnelofenwagens aufgesetzten Belag Papier gebreitet wird, auf das dann Sand gestreut wird, der den Brenngutstapel trägt. Während des Brandes verbrennt das Papier, der Sand fällt in die Fugen, gegebenenfalls durch diese durch und mag sich zum Teil auch in den an der Unterseite der Elemente vorgesehenen Kanälen sammeln. Nach dem Brand wird der Sand durch Ausblasen oder durch Abheben des Belages und Abkehren der Plattform entfernt, die dann wiederholt verwendet werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester Belagstein zur Herstellung einer Abdeckung für die Tragplatten von Tunnelofenwagen, welche Abdeckung aus ineinandergreifenden Steinen besteht, die sich zu einer lotrecht durchbrochenen Abdeckung mit unter dieser verlaufenden horizontalen Querkanälen ergänzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Belagstein (8 ; 12 ; 14) aus einem plattenförmigen Oberteil von sechseckiger Umrissform mit an Seitenflächen des Oberteils ausgeführten Kupplungsstücken (8a; 12a) und bzw. oder Kupplungseinschnitten (8b; 14b), welche mit entsprechenden Einschnitten bzw.
Fortsätzen des Nachbarsteins zusammenwirken, sowie aus einem Querkanäle (12b) besitzenden Fussteil besteht, wobei die genannten Kupplungsmit- tel (8a, 8b ; 12a ; 14b) zufolge entsprechender Bemessung zwischen benachbarten Steinen die Einhaltung von Seitenabständen sichern und dieQuerkanäle sich in der Abdeckung zu durchgehenden Stocherkanälen ergänzen, von denen wenigstens einige quer zur Fahrtrichtung des Wagens verlaufen.